图形图像处理 实验三 图像的灰度变换及答案

实验三 图像的灰度变换
一．实验目的
1.掌握图像的灰度变换方法；
2.掌握MATLAB 语言中图像数据与信息的读取方法；
3.理解图像灰度变换处理在图像增强的作用。

二．实验基本原理
灰度变换是图像增强的一种重要手段，它常用于改变图象的灰度范围及分布，是图象数字化及图象显示的重要工具。

1) 图像反转
灰度级范围为[0, L-1]的图像反转可由下式获得
r L s --=1
2) 对数变换：有时原图的动态范围太大，超出某些显示设备的允许动态范围，如直接使用原图，则一部分细节可能丢失。

解决的方法是对原图进行灰度压缩，如对数变换：
s = c log(1 + r )，c 为常数，r ≥ 0
3) 幂次变换：
0,0,≥≥=γγc cr s
4) 分段线性变换：在实际应用中,为了突出图像中感兴趣的研究对象，常常要求局部扩展拉伸某一范围的灰度值，或对不同范围的灰度值进行不同的拉伸处理，即分段线性变换：
其对应的数学表达式为： 0
f(x,y) g(x,y)
a b c
d
M f M g
⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧<≤<≤+---≤≤+---=a y x f y x f a c b y x f a c a y x f a b c d M y x f b d b y x f b
M d M y x g f f g ),(0)
,(),(]),([),(]),([),(
三．实验内容
1） 对图像（a ）进行取反操作，输出变换结果图。

（a ） 2) 对图像（b ）进行对数变换，输出变换结果图。

（b ）
3) 对图像（c ）进行幂次变换，输出γ分别等于3.0、4.0和5.0时的变换结果图。

（c ）
4）对图像（d）进行分段线性变换，输出变换函数图和变换结果图。

（d）
答案：
1）对图像（a）进行取反操作，输出变换结果图i=imread('1.jpg');
g=255;
p=imshow(g)
2）像（b）进行对数变换
i=imread('2.jpg');
g=im2uint8(mat2gray(log(1+double(i))));
imshow(g)
3) 对图像（c）进行幂次变换，输出γ分别等于3.0、4.0和5.0时的变换结果图。

i=imread('3.jpg');
g=mat2gray(double(i).^4.0);
imshow(g)
4）对图像（d）进行分段线性变换，输出变换函数图和变
换结果图。

i=imread('4.jpg'); f0=0;g0=0;
f1=80;g1=30;
f2=140;g2=230;
f3=255;g3=255;
x=[f0 f1 f2 f3];
y=[g0 g1 g2 g3]; plot(x,y);
axls tight
r1=(g1-g0)/(f1-f0);
r2=(g2-g1)/(f2-f1);
r3=(g3-g2)/(f3-f2);
a=f1
b=f2
c=g1
d=g2
[m,n]=size(X1);
X2=double(X1);
for i=1:m
for j=1:n
f=X2(i,j);
g(i,j)=0;
if (f>=0) & (f<=f1)
g(i,j)= r1*f;
elseif(f>=f1)&(f<=f2)
g(i,j)=r2*(f-a)+c;
elseif(f>=f2)&(f<=f3)
g(i,j)=r3*(f-b)+d;
end
end
end
figure,imshow(im2uint8(mat2gray(g)))。