《MATLAB图像处理实例详解》：CH_5（图像增强技术）

向右看齐 2022-11-26 01:49 188阅读 0赞

## 图像增强技术 ##

**空域内增强**  
①**灰度变换增强**

close all;clear all;clc;
    I=imread('E:\Matlab_exercise\图片素材\grayBeauty.jpg');
    I=double(I);
    J=(I-80)*200/100;
    row=size(I,1);
    column=size(I,2);
    for i=1:row
        for j=1:column
            if J(i,j)<0;
                J(i,j)=0;
            end
            if J(i,j)>255;
                J(i,j)=255;
            end
        end
    end
    figure;
    subplot(121);imshow(uint8(I));
    subplot(122);imshow(uint8(J));

②**直方图增强**  
灰度图像直方图

close all;clear all;clc;
    I=imread('E:\Matlab_exercise\图片素材\grayBeauty.jpg');
    figure;
    subplot(121);imshow(I);
    subplot(122);imhist(I);%获取灰度图像直方图

彩色图像直方图：**imhist()**

close all;clear all;clc;
    I=imread('E:\Matlab_exercise\图片素材\lian.jpg');
    figure;
    subplot(141);imshow(uint8(I));
    subplot(142);imhist(I(:,:,1));title('R');
    subplot(143);imhist(I(:,:,2));title('G');
    subplot(144);imhist(I(:,:,3));title('B');

直方图均衡化：**histeq()**

close all;clear all;clc;
    I=imread('E:\Matlab_exercise\图片素材\grayBeauty.jpg');
    J=histeq(I);%直方图均衡化
    figure;
    subplot(121);imshow(uint8(I));
    subplot(122);imshow(uint8(J));
    figure;
    subplot(121);imhist(I,64);
    subplot(122);imhist(J,64);

直方图规定化

close all;clear all;clc;
    I=imread('E:\Matlab_exercise\图片素材\grayBeauty.jpg');
    hgram=ones(1,256);
    J=histeq(I,hgram);%直方图规定化
    figure;
    subplot(121);imshow(uint8(J));
    subplot(122);imhist(J);

③**图像统计特性**：标准差-std2()、平均值-mean2()、相关系数corr2()、等高线imcontour()

④**空域滤波**  
线性空域滤波-线性平均滤波

close all;clear all;clc;
    I=imread('E:\Matlab_exercise\图片素材\gray.jpg');
    J=imnoise(I,"salt & pepper",0.02);%添加椒盐噪声
    h=ones(3,3)/5;
    h(1,1)=0;h(1,3)=0;
    h(3,1)=0;h(3,3)=0;
    K=imfilter(J,h);%滤波
    r=corr2(I,K)
    figure;
    subplot(131);imshow(I);
    subplot(132);imshow(J);
    subplot(133);imshow(K);

非线性空域滤波-中值滤波medfilt2()、顺序统计滤波、自适应滤波  
中值滤波

close all;clear all;clc;
    I=imread('E:\Matlab_exercise\图片素材\gray.jpg');
    J=imnoise(I,"salt & pepper",0.03);%添加椒盐噪音
    K=medfilt2(J);%二维中值滤波（可很好去除椒盐噪声）
    figure;
    subplot(131);imshow(I);
    subplot(132);imshow(J);
    subplot(133);imshow(K);

顺序统计滤波

close all;clear all;clc;
    I=imread('E:\Matlab_exercise\图片素材\gray.jpg');
    I=im2double(I);
    J1=ordfilt2(I,1,true(5));%顺序统计滤波，第一个值作为输出
    J2=ordfilt2(I,25,true(5));%顺序统计滤波，最后一个值作为输出
    figure;
    subplot(131);imshow(I);
    subplot(132);imshow(J1);
    subplot(133);imshow(J2);

自适应滤波

close all;clear all;clc;
    I=imread('E:\Matlab_exercise\图片素材\gray.jpg');
    I=im2double(I);
    J=imnoise(I,"gaussian",0,0.01);%添加高斯噪声
    K=wiener2(J,[5 5]);%自适应滤波
    figure;
    subplot(131);imshow(I);
    subplot(132);imshow(J);
    subplot(133);imshow(K);

④**频域滤波**\-低通滤波、高通滤波、同态滤波  
低通滤波：低频通过

close all;clear all;clc;
    I=imread('E:\Matlab_exercise\图片素材\gray.jpg');
    I=im2double(I);
    M=2*size(I,1);
    N=2*size(I,2);
    u=-M/2:(M/2-1);
    v=-N/2:(N/2-1);
    [U,V]=meshgrid(u,v);
    D=sqrt(U.^2+V.^2);%低通滤波器
    D0=80;%截止频率
    H=double(D<=D0);
    J=fftshift(fft2(I,size(H,1),size(H,2)));%变换到频率域
    K=J.*H;%频域滤波
    L=ifft2(ifftshift(K));%变换到空间域
    L=L(1:size(I,1),1:size(I,2));
    figure;
    subplot(121);imshow(I);
    subplot(122);imshow(L);

高通滤波：抑制低频，突出边缘

close all;clear all;clc;
    I=imread('E:\Matlab_exercise\图片素材\grayBeauty.jpg');
    I=im2double(I);
    M=2*size(I,1);
    N=2*size(I,2);
    u=-M/2:(M/2-1);
    v=-N/2:(N/2-1);
    [U,V]=meshgrid(u,v);
    D=sqrt(U.^2+V.^2);
    D0=20;%滤波器截止频率
    H=1-exp(-(D.^2)./(2*(D0^2)));%高斯高通滤波器
    J=fftshift(fft2(I,size(H,1),size(H,2)));%变换到频率域
    K=J.*H;%频域滤波
    L=ifft2(ifftshift(K));%变换到空间域
    L=L(1:size(I,1),1:size(I,2));
    figure;
    subplot(121);imshow(I);
    subplot(122);imshow(L);

带阻滤波器：抑制频率域中心一定距离的圆环区域频率

close all;clear all;clc;
    I=imread('E:\Matlab_exercise\图片素材\gray.jpg');
    I=imnoise(I,'gaussian',0,0.01);
    I=im2double(I);
    M=2*size(I,1);
    N=2*size(I,2);
    u=-M/2:(M/2-1);
    v=-N/2:(N/2-1);
    [U,V]=meshgrid(u,v);
    D=sqrt(U.^2+V.^2);
    D0=50;%中心频域
    W=30;%带阻滤波器带宽
    H=double(or(D<(D0-W/2),D>D0+W/2));%带阻滤波器,D<(D0-W/2),D>D0+W/2频率范围被截止
    J=fftshift(fft2(I,size(H,1),size(H,2)));%变换到频率域
    K=J.*H;%频域滤波
    L=ifft2(ifftshift(K));%变换到空间域
    L=L(1:size(I,1),1:size(I,2));
    figure;
    subplot(121);imshow(I);
    subplot(122);imshow(L);

同态滤波：压缩图像灰度的动态范围，增强图像对比度

close all;clear all;clc;
    I=imread('E:\Matlab_exercise\图片素材\grayBeauty.jpg');
    J=log(im2double(I)+1);
    K=fft2(J);%傅里叶变换
    n=5;
    D0=0.1*pi;
    rh=0.7;
    rl=0.4;
    [row,column]=size(J);
    for i=1:row
        for j=1:column
            D1(i,j)=sqrt(i^2+j^2);%同态滤波
            H(i,j)=rl+(rh/(1+(D0/D1(i,j))^(2*n)));
        end
    end
    L=K.*H;
    M=ifft(L);
    N=exp(M)-1;
    figure;
    subplot(121);imshow(I);
    subplot(122);imshow(real(N));