灰度变换_原理_及Matlab程序
图像灰度变换原理
图像灰度变换原理
图像灰度变换原理是指通过对图像的像素点进行灰度值的变换，从而改变图像的亮度和对比度。
灰度变换可以通过增加或减少像素值来改变图像的灰度级，并根据需求来调整图像的亮度和对比度。
灰度变换可以用以下数学公式表示：
g(x, y) = T(f(x, y))
其中，f(x, y)表示输入图像的灰度级，g(x, y)表示输出图像的
灰度级，T表示灰度变换函数。
常见的灰度变换函数有线性变换、非线性变换和直方图均衡化等。
线性灰度变换函数是最简单的一种灰度变换方式，通过对输入图像的每一个像素点应用一个线性方程来实现灰度的线性变换。
线性变换可以改变图像的对比度和亮度。
常见的线性灰度变换函数有平方根变换、指数变换和对数变换等。
非线性灰度变换函数则是通过对输入图像的每一个像素点应用一个非线性方程来实现灰度的非线性变换。
非线性变换可以实现更加复杂的灰度调整，例如增强图像的细节或者减少图像的噪声。
常见的非线性灰度变换函数有伽马变换和分段线性变换等。
直方图均衡化是一种特殊的灰度变换方法，通过对输入图像的
灰度级进行重新分配，使得输出图像的灰度级分布更加均匀。
直方图均衡化可以提高图像的对比度，使得图像的细节更加清晰。
总的来说，图像灰度变换原理是通过对图像的像素点进行灰度值的变换，来改变图像的亮度和对比度。
不同的灰度变换函数可以实现不同的灰度调整效果，根据需求选择合适的灰度变换方法可以获得满足要求的图像效果。
普通化学实验b 灰度变换
普通化学实验B：灰度变换一、实验目的本实验旨在通过灰度变换的方法，将一张灰度图像进行处理，使其达到更好的显示效果。
二、实验原理灰度变换是一种常用的图像处理方法，其主要作用是对图像的灰度值进行调整，使其达到更好的视觉效果。
灰度变换的原理是通过对图像像素值进行线性或非线性的映射，将原图像的灰度值映射到一个新的灰度值域中，从而改变图像的亮度、对比度等特征，使图像更加清晰、明亮。
常见的灰度变换方法包括线性灰度变换、对数灰度变换、伽马灰度变换等。
其中，线性灰度变换是最为简单和常用的一种方法，其公式为：g(x,y) = a*f(x,y) + b其中，g(x,y)为变换后的像素值，f(x,y)为原始像素值，a和b为常数，可以通过调整它们的取值来改变图像的亮度和对比度。
三、实验步骤1. 打开Matlab软件，导入一张灰度图像。
2. 对图像进行线性灰度变换，调整a和b的取值，观察变换后的图像效果。
3. 尝试使用对数灰度变换和伽马灰度变换对图像进行处理，比较不同方法的效果差异。
4. 将处理后的图像保存到本地。
四、实验结果通过对一张灰度图像进行线性灰度变换、对数灰度变换和伽马灰度变换，得到了如下结果：（1）原始图像（2）线性灰度变换（3）对数灰度变换（4）伽马灰度变换可以看出，经过灰度变换后，图像的亮度、对比度等特征得到了明显的改善，使图像更加清晰、明亮。
五、实验总结本实验通过灰度变换的方法，对一张灰度图像进行了处理，得到了更好的显示效果。
不同的灰度变换方法可以对图像的亮度、对比度等特征进行调整，使图像更加清晰、明亮。
在实际应用中，可以根据需要选择不同的灰度变换方法，以达到最佳的视觉效果。
灰度图象亮度变换
实验报告院（系）：数学与计算机科学学院专业班级：计算机1602班1了解灰度图像亮度变换的意义和手段；2熟悉灰度变换的基本性质；3通过本实验掌握利用MA TLAB编程实现数字图像的灰度变换。
二、实验原理1算法见教材P51，4.1.1灰度线性变换2利用MA TLAB软件实现数字图像灰度变换的程序：I=imread('lena.bmp'); %读入原图像文件subplot(1,2,1);imshow(I); %显示原图像a=0;b=255;c=50;d=205;m=uint8(zeros(255,255));for j=1:size(I,1)for k=1:size(I,2)if(I(j,k)>=a&&I(j,k)<b)m(j,k)=(d-c)/(b-a)*(I(j,k)-a)+c;elsem(j,k)=I(j,k);endendendsubplot(1,2,2);imshow(m);I=imread('lena.bmp'); %读入原图像文件subplot(1,2,1);imshow(I); %显示原图像a=0;b=255;c=50;d=205;m=uint8(zeros(255,255));for j=1:size(I,1)for k=1:size(I,2)if(I(j,k)>=0&&I(j,k)<a)m(j,k)=c/a*I(j,k);elsem(j,k)=I(j,k);endendendsubplot(1,2,1);imshow(m);三、实验步骤1打开计算机，安装和启动MA TLAB程序；程序组中“work”文件夹中应有待处理的图像文件；2利用MatLab工具箱中的函数编制灰度变换文件FG;3 运行FG文件；4记录和整理实验报告。
四、实验仪器1计算机；2 MA TLAB程序；3移动式存储器（U盘等）。
4记录用的笔、纸。
灰度变换的基本原理
灰度变换的基本原理灰度变换是数字图像处理中一种常见的操作技术，它通过改变图像中每个像素的亮度值，从而实现图像的增强或调整。
灰度变换的基本原理是将原始图像的灰度级映射到一个新的灰度级，使得图像的视觉效果更加理想。
在进行灰度变换之前，我们需要了解一些基本概念。
首先，灰度级是指图像中每个像素的亮度值，通常用0到255的整数表示，其中0代表黑色，255代表白色。
其次，灰度变换函数是将原始图像的灰度级映射到新的灰度级的函数，它决定了图像的最终效果。
常用的灰度变换函数包括线性变换、对数变换、幂律变换等。
线性变换是最简单的一种灰度变换方法，它通过一条直线的斜率和截距来调整图像的亮度。
对数变换和幂律变换则是非线性变换方法，它们通过对原始图像的灰度级取对数或幂次来改变图像的亮度分布。
灰度变换的具体步骤如下：首先，读入原始图像，并将其转换为灰度图像。
然后，选择合适的灰度变换函数，并根据函数的定义计算每个像素的新灰度级。
最后，将新的灰度级赋值给每个像素，并生成处理后的图像。
灰度变换在图像处理中有着广泛的应用。
首先，它可以用于图像增强，即通过调整图像的亮度和对比度，使图像更加清晰和鲜明。
其次，灰度变换可以用于图像的调整和校正，例如校正图像的曝光不足或过度曝光的问题。
此外，灰度变换还可以用于图像的压缩和编码，从而减少图像的存储空间和传输带宽。
灰度变换虽然简单，但在实际应用中需要根据具体情况选择合适的变换函数和参数。
例如，在图像增强中，可以根据图像的亮度分布选择线性变换、对数变换或幂律变换。
对于高动态范围图像，可以采用自适应灰度变换方法，根据图像的局部特征进行变换。
需要注意的是，灰度变换可能会引入一些副作用，例如图像的噪声会被放大，导致图像质量的下降。
因此，在进行灰度变换时，需要考虑图像的特点和应用需求，避免不必要的变换和误操作。
灰度变换是数字图像处理中一种重要的操作技术，它通过改变图像的灰度级来实现图像的增强和调整。
灰度变换的基本原理是将原始图像的灰度级映射到一个新的灰度级，从而改变图像的亮度分布和视觉效果。
图像灰度变换 原理
图像灰度变换原理
图像灰度变换是一种图像处理的方法，通过改变图像的灰度级别来增强或调整图像的显示效果。
其原理是对图像中的每个像素点进行灰度级别的转换。
常用的灰度变换函数有线性灰度变换、非线性灰度变换和直方图均衡化。
线性灰度变换是指通过线性映射将原图像的灰度级别转换为新的灰度级别。
常见的线性灰度变换函数有平移、缩放和对比度调整。
平移是将当前灰度级别加上一个偏移量，从而改变整个图像的亮度。
缩放是将灰度级别乘上一个缩放因子，从而调整图像的对比度。
对比度调整是通过同时进行平移和缩放，改变图像的亮度和对比度。
非线性灰度变换是指通过非线性函数将原图像的灰度级别转换为新的灰度级别。
常见的非线性灰度变换函数有幂律变换和对数变换。
幂律变换是通过对原图像的每个像素点进行幂次运算，从而调整图像的亮度和对比度。
对数变换是将原图像的灰度级别取对数，从而改变图像的亮度和对比度。
直方图均衡化是一种将原图像的灰度级别映射到均匀分布的灰度级别上的方法。
其原理是通过计算原图像的灰度直方图，并根据直方图进行灰度级别的重新分布。
这样可以增强图像的对比度和细节，并改善图像的视觉效果。
通过灰度变换，可以调整图像的亮度、对比度、色彩等特性，从而改善图像的视觉效果、增强图像的细节和信息。
在图像处
理和计算机视觉领域，灰度变换是一种常用的图像增强和预处理方法。
灰度变换算法原理
灰度变换算法原理
灰度变换是一种将图像的灰度级进行适当调整的方法，可以改善图像的对比度和亮度。
灰度变换的基本原理是将输入图像的每个像素点的灰度级通过某种函数进行映射转换，并得到输出图像的像素灰度级。
常用的灰度变换函数有线性变换、非线性变换和直方图均衡化等。
1. 线性变换：
线性变换是灰度变换中最简单的一种方法。
它通过一个线性函数将输入图像的灰度级映射到输出图像的灰度级。
线性变换的数学表达式为：
g(x,y) = a*f(x,y) + b
其中，g(x,y)为输出图像的像素灰度级，f(x,y)为输入图像的像素灰度级，a和b为常数。
2. 非线性变换：
非线性变换是通过非线性函数将输入图像的灰度级映射到输出图像的灰度级。
非线性变换可以对输入图像的不同灰度级进行不同的映射处理，从而调整图像的对比度和亮度。
常用的非线性变换函数有幂次变换、对数变换和指数变换等。
3. 直方图均衡化：
直方图均衡化是一种通过对输入图像的直方图进行变换，从而使得输出图像具有更均匀的灰度分布的方法。
通过直方图均衡化，可以增强图像的对比度，使得图像中细节更加清晰。
直方图均衡化的基本原理是将输入图像的累计分布函数映射到均匀
分布，使得输出图像的直方图近似均匀。
总结起来，灰度变换算法原理是通过对输入图像的灰度级进行适当调整，使用线性变换、非线性变换，或者直方图均衡化等方法，从而改变输出图像的灰度级，达到调整图像对比度和亮度的目的。
matlab灰度处理二值化处理
Matlab在图像处理领域有着广泛的应用，其中灰度处理和二值化处理是常见的图像处理方法之一。
本文将详细介绍Matlab中的灰度处理和二值化处理的原理和实现方法。
一、灰度处理1. 灰度图像的概念灰度图像是指图像中每个像素的灰度值介于0-255之间的图像。
在灰度图像中，0代表黑色，255代表白色，中间的灰度值代表了不同程度的灰色。
2. 灰度处理的原理灰度处理是将彩色图像转换为灰度图像的过程。
在Matlab中，可以通过以下公式实现灰度处理：灰度值 = 0.299 * R + 0.587 * G + 0.114 * B其中，R、G、B分别代表彩色图像中的红色、绿色和蓝色分量。
通过对每个像素的RGB分量进行加权求和，可以得到对应的灰度值。
3. 灰度处理的实现在Matlab中，可以使用`rgb2gray`函数实现灰度处理。
具体的代码如下：```matlab读取彩色图像rgbImage = imread('example.jpg');灰度处理grayImage = rgb2gray(rgbImage);显示灰度图像imshow(grayImage);```二、二值化处理1. 二值化图像的概念二值化图像是指将灰度图像中的像素值转换为0或255的图像。
在二值化图像中，像素值为0代表黑色，像素值为255代表白色。
2. 二值化处理的原理二值化处理的目的是将灰度图像中的灰度值转换为0或255。
一般可以通过设置一个阈值，将低于阈值的像素值设为0，将高于阈值的像素值设为255。
3. 二值化处理的实现在Matlab中，可以使用`im2bw`函数实现二值化处理。
具体的代码如下：```matlab读取灰度图像grayImage = imread('example_gray.jpg');设置阈值threshold = 128;二值化处理binaryImage = im2bw(grayImage, threshold/255);显示二值化图像imshow(binaryImage);```三、总结本文详细介绍了Matlab中灰度处理和二值化处理的原理和实现方法。
matlab图像的灰度变换
实验二 图像的灰度变换一、实验目的1、 理解数字图像处理中点运算的基本作用；2、 掌握对比度调整与灰度直方图均衡化的方法。
二、实验原理1、对比度调整如果原图像f (x , y )的灰度范围是[m , M ]，我们希望对图像的灰度范围进行线性调整，调整后的图像g (x , y )的灰度范围是[n , N ]，那么下述变换：[]n m y x f mM n N y x g +---=),(),(就可以实现这一要求。
MA TLA B 图像处理工具箱中提供的i ma d j ust 函数，可以实现上述的线性变换对比度调整。
imadj u st 函数的语法格式为：J = imadj u st(I,[low_i n high_i n], [low_o u t high_o ut])J = imadj u st(I, [low_i n high_i n], [low_o u t high_o ut])返回原图像I 经过直方图调整后的新图像J ，[low_i n high_i n]为原图像中要变换的灰度范围，[low_o u t high_o ut]指定了变换后的灰度范围，灰度范围可以用 [ ] 空矩阵表示默认范围，默认值为[0, 1]。
不使用im adjus t 函数，利用mat l ab 语言直接编程也很容易实现灰度图像的对比度调整。
但运算的过程中应当注意以下问题，由于我们读出的图像数据一般是u i nt8型，而在MAT LAB 的矩阵运算中要求所有的运算变量为d o uble 型（双精度型）。
因此读出的图像数据不能直接进行运算，必须将图像数据转换成双精度型数据。
2、直方图均衡化直方图均衡化的目的是将原始图像的直方图变为均衡分布的形式，即将一已知灰度概率密度分布的图像，经过某种变换变成一幅具有均匀灰度概率密度分布的新图像，从而改善图像的灰度层次。
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图像灰度变换
内容摘要
1 引言
通常经输入系统获取的图像信息中含有各种各样的噪声与畸变，例如室外光照度不够均匀会造成图像灰度过于集中；由摄像头获得的图像经过A/D转换、线路传送都会产生噪声污染等等，这些不可避免地影响系统图像清晰度，降低了图像质量，轻者表现为图像不干净，难以看清细节；重者表现为图像模糊不清，连概貌都看不出来。
因此，在对图像经行分析前，必须对图像质量经行改善，一般情况下改善的方法有两类：图像增强和图像复原。
图像增强的目的是设法改善图像的视觉效果，提高图像的可读性，将图像中感兴趣的特征有选择的突出，便于人与计算机的分析和处理。
图像增强不考虑图像质量下降的原因，只将图像中感兴趣的特征有选择的突出，而衰减不需要的特征。
灰度变换是图像增强处理中一种非常基础直接的空间域图像处理方法。
灰度变换是根据某种条件按一定变换关系逐点改变原图像中每一个像素灰度值的方法。
1.灰度的线性变换
当图像由于成像时曝光不足或过度, 由于成像设备的非线性或图像记录设备动态范围太窄等因素, 都会产生对比度不足的弊病, 使图像中的细节分辨不清。
这时如将图像灰度线性扩展, 常能显著改善图像的主观质量。
假设原图像f (x, y ) 的灰度范围是[ a, b ] 希望变换后图像的灰度范围扩展到[ c, d ] 则：
M f 表示f ( x, y ) 的最大值。
在线性灰度变换中,灰度执照完全线性变换函数进行变换。
该线性灰度线性变换函数f ( r ) 是一个一维线性函数:
其中, a 为线性变换的斜率, b 为线性变换函数在y 轴的截距, 如图1所示。
在灰度的线性变换中, 当a > 1时, 输出图像的对比度将增大; 当a < 1时, 输出图像的对比度将减小; 当a = 1且b ∃0时, 所进行的操作仅使所有像素的灰度值上移或下移, 其效果是
使整个图像更暗或更亮; 如果a < 0, 则暗区域将变亮, 亮区域将变暗。
2分段线性灰度变换
为了突出感兴趣的目标或者灰度区间, 相对抑制那些不感兴趣的灰度区域, 可采用分段线性法。
常用的是三段线性变换。
分段线性变换称为图像直方图的拉伸, 它与完全线性变换类似, 其不同之处在于其变换函数是分段的, 如图2所示：
其变换函数表达式如下:
灰度拉伸可以更加灵活地控制输出灰度直方图的分布, 它可以有选择地拉伸某段灰度区间以改善输出图像。
图2所示的变换函数的运算结果是将原图在r1 和r2 之间的灰度拉伸到s1 和s2 之间。
如果一幅图像灰度集中在较暗的区域而导致图像偏暗, 可以用灰度拉伸功能来拉伸(斜率> 1) 物体灰度区间以改善图像; 同样如果图像灰度集中在较亮的区域而导致图像偏亮, 也可以用灰度拉伸功能来压缩(斜率< 1) 物体灰度区间来改善图像质量。
3非线性灰度变换
一些图片的像素过于集中于中间灰度部分，而其他部分的像素数很少，可以压缩像素数小的部分，扩展像素数集中的部分。
如果只想了解图像的某一部分，那么可以压缩其它部分，对关注的部分进行变换。
当用某些非线性函数作为图像的映射函数时,可实现图像灰度的非线性变换, 如利用对数函数、指数函数等可实现对数变换和指数变换。
4，灰度直方图
图像的直方图包含了丰富的图像信息，描述了图像的灰度级内容，反映了图像的灰度分布情况。
通过对图像的灰度值进行统计，可以得到一一维离散的图像灰度统计直方图函数。
从数学上说，他统计一幅图像中各个灰度级出现的次数或概率；从图形上来说，它是个二维图，横坐标表示各个像素点的灰度级，纵坐标为各个灰度级上图像像素点出现的个数或出现概率。
一些常用灰度变换Matlab程序以及图像处理效果图
1，二值化和阈值处理
%图像二值化（选取一个域值，(5) 将图像变为黑白图像）
I=imread('C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\DIP-E1增强\DIP-E1增强\p12.tif');
bw=im2bw(I,0.5);%选取阈值为0.5
subplot(1,3,1);
imshow(I);
title('原图');
subplot(1,3,2);
imshow(bw);
title('显示二值图像');
J=find(I<150);
I(J)=0;
J=find(I>=150);
I(J)=255;
subplot(1,3,3);
imshow(I);
title(' 图像二值化 ( 域值为150 ） ');
2非线性变换
%对数变换
I=imread('C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\DIP-E1增强\DIP-E1增强\p12.tif');
I=mat2gray(I);%对数变换不支持uint8类型数据，将一个矩阵转化为灰度图像的数据格式(double)
J=log(I+1);
subplot(1,2,1);
Imshow(I);%显示图像
title('原图');
subplot(1,2,2);
Imshow(J);
title('对数变换后的图像')
3，反色变换
I1=imread('C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\DIP-E1增强\DIP-E1增强\p12.tif'); figure,imshow(I);
title('原始图像');
I2=imcomplement(I1);
figure,imshow(I2);
title('反色后图像');
4.灰度图像均衡化
I=imread('C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\DIP-E1增强\DIP-E1增强\p12.tif'); J=histeq(I);
subplot(1,2,1),imshow(I);
subplot(1,2,2),imshow(J);
figure,subplot(1,2,1),imhist(I,64);
subplot(1,2,2),imhist(J,64);
3 结论
灰度变换通过对原图像素值重新分配实现, 目的是使图像中表现较暗的像素值, 通过灰度变换函数映射的方法使较暗的像素值增大, 这样图像的亮度就提高了。
增强处理并不能使原始图像信息增加, 其结果只能增强对某种信息的辨别能力, 而这种处理有可能损失一些其他信息。
但是, 只要提高了图像的视觉特性, 增强图像的目的就达到了。