数字图像处理实验记录一（图像基本灰度变换）

一、基础知识

第一次接触这方面的知识，一开始有点措手不及，过了很久才慢慢了解

图像是什么样的？

在matlab中使用imread()函数读取一副彩色图像后我们得到了以下的矩阵

在计算机中，图像就是以这种形式保存的。

1，空间分辨率，灰度分辨率

空间分辨率：图像中可分辨的最小细节,由采样间隔值决定，看起来对清晰度有影响

灰度分辨率：灰度级别中可辨别的最小变化，感觉是黑白色之间过渡的级别
灰度分辨率越小，越黑白

2，灰度图和彩色图的区别

彩色图：每个像素由R,G,B三个分量表示，用三个二维矩阵分别表示各个像素的R,G,B三个颜色分量。
灰度图：每个像素只有一个采样颜色，所以用一个二维矩阵来表示各个像素的采样颜色。

3，什么是灰度直方图？

由此可见，进行灰度变换就是改变灰度值

二、实验要求

1，按照灰度变换曲线对图像进行灰度变换

2，读入一幅图像，分别对其进行求反变换、对数变换和幂次变换。并显示原图像和变换后图像。

三、实验记录

任务一：

了解了以上的知识后，这个图也能够看懂了
原图的灰度曲线应该是这个样子的：

是一条过原点斜率为1的曲线

通过以下操作可以将其变成要求的曲线

%分段
x0=0;y0=0;
x1=48;y1=23;
x2=196;y2=216;
x3=255;y3=255;

%算变换斜率
a1=(y1-y0)/(x1-x0);
a2=(y2-y1)/(x2-x1);
a3=(y3-y2)/(x3-x2);
I2 = I1;
[height,width] = size(I1) %得出图片的高，宽
for row = 1:1:height      %遍历图片矩阵
    for col = 1:1:width
        tmp = I2(row,col);
        if(tmp < x1)
            I2(row,col) = a1*tmp;
        elseif(tmp>=x1&tmp<x2)
            I2(row,col) = a2*(tmp-x1)+y1;
        else
            I2(row,col) = a3*(tmp-x2)+y2;
        end
    end
end
plot(x,y);
hold on
plot([0 x1],[y1 y1],'r--') %画线
plot([x1 x1],[0 y1],'r--') %画线

plot([0 x2],[y2 y2],'r--') %画线
plot([x2 x2],[0 y2],'r--') %画线

hold off

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接下来我们就可以通过以上步骤对图像进行操作：

%分段
x0=0;y0=0;
x1=48;y1=23;
x2=196;y2=216;
x3=255;y3=255;

%算变换斜率
a1=(y1-y0)/(x1-x0);
a2=(y2-y1)/(x2-x1);
a3=(y3-y2)/(x3-x2);
I2 = I1;
[height,width] = size(I1) %得出图片的高，宽
for row = 1:1:height      %遍历图片矩阵
    for col = 1:1:width
        tmp = I2(row,col);
        if(tmp < x1)
            I2(row,col) = a1*tmp;
        elseif(tmp>=x1&tmp<=x2)
            I2(row,col) = a2*(tmp-x1)+y1;
        else
            I2(row,col) = a3*(tmp-x2)+y2;
        end
    end
end
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展示结果代码：

subplot(221);imshow(I1);title('灰度图');
subplot(222);imhist(I1);title('灰度直方图');

subplot(223);imshow(I2);title('灰度变换后图');
subplot(224);imhist(I2);title('灰度直方图');
1
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5

任务二：

反转变换：

把黑变成白，把白变成黑
公式：

L是灰度级，一般是256

H=imread('山.png');
Hi = 255-H;
subplot(324);imshow(Hi);title('求反变换');
1
2
3

对数变换：

I=imread('山.png');
c = 1 %对数因子
I1 = im2double(I);
I3 = uint8(c*log(1+I1*255)/log(256)*255);
subplot(121);imshow(I);title('原图');
subplot(122);imshow(I3);title('对数变换图');
1
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幂次变换：

公式

gamma = 2.5; % 幂次参数，可根据需要调整
Hgam = c*im2double(H).^gamma;
subplot(326);imshow(Hgam);title('幂次变换');
1
2
3

四、结果展示

结果1：

结果2：

反转变换：

对数变换：

幂次变换：

五、反思，总结与收获

1，在matlab中让几幅图片在一个窗口显示

subplot(121);imshow(I);title('原图');
subplot(122);imshow(Hgam);title('幂次变换图');
1
2

subplot(a,b,c);将窗口分割成a行b列后，这个图片在序号为c的位置
序号排序如下：

注意：subplot()函数里面的参数要加,分隔，我没有分隔，是坏习惯

2，title(’ ') 标题

在’'之间添加文本就可以显示标题了

3，uint8

图像矩阵的数据类型一般是uint8，无符号8位整型数据

4，im2double()函数

将图的uint8矩阵转成double矩阵，要注意的是，这个函数一般会将原来uint8数据从0~255范围映射到0~1范围，所以当你想把它重新转成uint8的时候要乘255

5，matlab判断语句怎么写

if(条件)
 ...
elseif(条件)
...
else
...
end
1
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6，matlab 循环语句怎么写

for i = 1:7		%这个代表了从1到7，每次递增1
...
end

for i = 0:2:8   %这个代表了从0到8，每次递增2
...
end
1
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6
7

7，清空命令行

% 在脚本里加入以下语句，在每次运行时会清空命令行
clear all;
clc;
1
2
3