2013数字图像处理课程设计报告

1、课程设计报告课设题目：彩色图像增强软件学院：信息科学与工程学院专业：电子与信息工程班级：1002501名：学号：指导教师：哈尔滨工业大学（威海）2013年12月27日TOC o 1-5 h z目录I HYPERLINK l bookmark2课程设计任务1 HYPERLINK l bookmark8课程设计原理及设计方案2 HYPERLINK l bookmark102.1彩色图像基础2 HYPERLINK l bookmark122.2彩色模型2 HYPERLINK l bookmark37课程设计的步骤和结果63.1采集图像6 HYPERLINK l bookmark393.2图像增强7

2、HYPERLINK l bookmark413.3界面设计9 HYPERLINK l bookmark43四.课程设计总结12 HYPERLINK l bookmark45五.设计体会13 HYPERLINK l bookmark47六.参考文献14哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告- - #-哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告 -课程设计任务1.1设计内容及要求：（1）、独立设计方案，根据所学知识，对由于曝光过度、光圈过小或图像亮度不均匀等情况下的彩色图像进行增强，提高图像的清晰度（通俗地讲，就是图像看起来干净、对比度高、颜色鲜艳）。（2）、参考photos

3、hop软件，设计软件界面，对处理前后的图像以及直方图等进行对比显示；（3）、将实验结果与处理前的图像进行比较、分析。总结设计过程所遇到的问题。1.2参考方案1、实现图像处理的基本操作学习使用matlab图像处理工具箱，利用imread（）语句读入图像，例如image=imread（flower.jpg），利用彩色图像模型转换公式，将RGB类型图像转换为HSI类型图像，显示各分量图像（如imshow（image），以及计算和显示各分量图像直方图。2、彩色图像增强实现对HSI彩色模型图像的I分量进行对比度拉伸或直方图均衡化等处理,提高亮度图像的对比度。对S分量图像进行适当调整，使图像色彩鲜艳或柔和

4、。H分量保持不变。将处理后的图像转换成RGB类型图像,并进行显示。分析处理图像过程和结果存在的问题。3、参照“photoshop”软件，设计图像处理软件界面可设计菜单式界面,在功能较少的情况下,也可以设计按键式界面,视功能多少而定；参考matlab软件中GUI设计，学习软件界面的设计课程设计原理及设计方案21彩色图像基础在图像处理中，颜色的运用主要受两个因素推动。第一，颜色是一个强有力的描绘子，它常常可简化目标物的区分及从场景中抽取目标；第二,人可以辨别几千种颜色色调和亮度，但相比之下只能辨别几十种灰度层次。第二个因素对于人工图像分析特别重要。虽然人的大脑感知和理解颜色所遵循的过程是一种生理心

5、理现象，这一现象还未被完全了解，但颜色的物理性质可以由实验和理论结果支持的基本形式来表示。22彩色模型色彩模型：RGB模型、CMY模型、CMYK模型、HIS模型、HSV模型、YUV模型、YIQ模型。2.2.1RGB模型4T&A-VBUMMU阿M日BEI谆PXkri.ElE|allEj*BdinT址0.0明委员会哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告- #- -哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告 #-（CIE）规定以蓝（435.8nm）、绿（546.1nm）和红（700nm）作为主原色。哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告- - #-

6、哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告 #-Matlab中一幅RGB图可表示为一个M*N*3的3维矩阵。其中每一个彩色像素都在特定空间位置的彩色图像中对应红、绿、蓝3个分222HSI模型（讥色调角度坐标存HSI模型是从人的视觉系统出发，直接使用颜色三要素色调（Hue）、饱和度（Saturation）和亮度（Intensity）来描述颜色。-亮度指人眼感觉光的明暗程度。光的能量越大，亮度越大。-色调由物体反射光线中占优势的波长决定。反映颜色的本质。-饱和度指颜色的深浅和浓淡程度，饱和度越高，颜色越深。HIS色彩空间比RGB彩色空间更符合人的视觉特性。亮度和色度具有可分离特性，使得图像处理和机器视觉中

7、大量灰度处理算法都可在HIS彩色空间中方便使用。0,(BG)色调：360-0,(BG)12(R-G)+(R-B)其中.0arccosr2l(RG)2+(RG)(GB)2哈尔滨工业大学(威海)课程设计报告哈尔滨工业大学(威海)课程设计报告- - -哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告 #-饱和度：S1-(R,3,B)扁n(R,G,B)强度：13(R+G+B)从HSI到RGB的转换：在0,1内给出HSI值，现在要在相同的值域找到RGB值，可利用H值公式。在原始分割中有3个相隔120的扇形。从H乘以360开始，这时色调值返回原来的0,360的范围。RGB扇区(0WHvl20。)：在H位于这一扇区时，R

8、GB分量由下时给出：BI(1-S)ScosHcos（60。一H）G3I-(R,B)GB扇区(120WHv240。)：如果给定的H值在这一扇区，则首先从H中减去120，即HH-120。然后RGB分量为RI(1-S)ScosHcos（60。一H）B3I-(R,G)BR扇区(240WHv360。)：最后，如果H在这一扇区，则从H中减去240。,即HH-240。G二I(1S)B二I1,ScosHcos(60。一H)R=3I(G,B)课程设计的步骤和结果3.1采集图像利用imread()语句读入图像，利用彩色图像模型转换公式，将RGB类型图像转换为HSI类型图像，显示各分量图像(如imshow(imag

9、e)，以及计算和显示各分量图像直方图。image=imread(tuxiangzq.jpg);image=im2double(image);H,S,I=rgb2hsi(image);%RGB到HSI的转换figure(1);subplot(231);imshow(H);title(HSIH分量图)；subplot(232);imshow(S)；title(HSIS分量图)；subplot(233)；imshow(I)；title(HSII分量图)；%画各分量的直方图subplot(234)；imhist(H)；title(H分量的直方图)；subplot(235)；imhist(S)；titl

10、e(S分量的直方图)；subplot(236)；imhist(I)；title(I分量的直方图)；figure(2)；subplot(121)；哈尔滨工业大学(威海)课程设计报告哈尔滨工业大学(威海)课程设计报告- - -哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告 #-imshow(image);title(原图);J=imadjust(I,0.30.7,);subplot(122);imshow(J)%对比度增强title(增强对比度后)；HSIH分量團HSI呂分童團旳吩蚩團00.51的盧方團巳分臺的亘方團汾臺的直方團05100.532图像增强3.2.1对I分量进行对比度拉伸对HSI彩色模型图像的I

11、分量进行对比度拉伸，对S分量图像进行适当调整，使图像色彩鲜艳或柔和，H分量保持不变。将处理后的图像转换成RGB类型图像，并进行显示：image=imreadCtuxiangzq.jpg);%采集图像image=im2double(image);H,S,I=rgb2hsi(image);%RGB到HSI的转换i2=imadjust(I,0.30.7,);%对【分量进行对比度拉伸S=imadjust(S,0.10.5,);%对5分量进行对比度拉伸x_hsi=cat(3,H,S,i2);x_h_r=hsi2rgb(x_hsi);%HSI空间转换为RGB空间figureimshow(x_h_r);ti

12、tle(I分量均衡化);322对I分量进行均衡化I分量直方图均衡化，对S分量图像进行适当调整，使图像色彩鲜艳或柔和,H分量保持不变。将处理后的图像转换成RGB类型图像，并进行显示：image=imreadCtuxiangzq.jpg);%采集图像image=im2double(image);H,S,I=rgb2hsi(image);%RGB到HSI的转换i2=histeq(I);%对【分量进行直方图均衡化，加强对比度S=imadjust(S,0.10.5,);%对5分量进行对比度拉伸x_hsi=cat(3,H,S,i2);x_h_r=hsi2rgb(x_hsi);%HSI空间转换为RGB空间f

13、igureimshow(x_h_r);title(I分量均衡化);哈尔滨工业大学(威海)课程设计报告哈尔滨工业大学(威海)课程设计报告- - #-哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告- -酣童均谢化33界面设计主要控件程序如下：图像采集functionpushbuttonCJ_Callback(hObject,eventdata,handles)image=imread(tuxiangzq.jpg);image=im2double(image);axes(handles.axesl);imshow(image);title(原图);显示各分量图像functionpushbuttonFLT_Cal

14、lback(hObject,eventdata,handles)image=imread(tuxiangzq.jpg);image=im2double(image);H,S,I=rgb2hsi(image);%RGB到HSI的转换axes(handles.axes2);imshow(H);title(HSIH分量图);%figure(2);axes(handles.axes3);imshow(S);title(HSIS分量图)；%figure(3);axes(handles.axes4)；imshow(I)；title(HSII分量图);显示各分量直方图functionpushbuttonFL

15、ZFT_Callback(hObject,eventdata,handles)image=imread(tuxiangzq.jpg);image=im2double(image);H,S,I=rgb2hsi(image);%RGB到HSI的转换axes(handles.axes5);imhist(H);title(H分量的直方图)；axes(handles.axes6);imhist(S);title(S分量的直方图)；axes(handles.axes7);imhist(I);title(I分量的直方图)；图像增强functionpushbuttonZQ_Callback(hObject,e

16、ventdata,handles)val=get(handles.popupmenuzq,value)；while(val=0)switchvalcase1；image=imread(tuxiangzq.jpg)；image=im2double(image)；H,S,I=rgb2hsi(image);%RGB到HSI的转换i2=imadjust(I,0.30.7,)；%对比度拉伸S=histeq(S)；x_hsi=cat(3,H,S,i2)；x_h_r=hsi2rgb(x_hsi);%HSI空间转换为RGB空间哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告 - -哈尔滨工

17、业大学（威海）课程设计报告- #-axes(handles.axeslO);imshow(x_h_r);title(对比度拉伸)；break;case2;image=imread(tuxiangzq.jpg);image=im2double(image);H,S,I=rgb2hsi(image);%RGB到HSI的转换i2=histeq(I);%对【分量进行直方图均衡化，加强对比度S=histeq(S);x_hsi=cat(3,H,S,i2);x_h_r=hsi2rgb(x_hsi);%HSI空间转换为RGB空间axes(handles.axesll);imshow(x_h_r);titleC

18、I分量均衡化);break;endend效果图如下：四课程设计总结本文主要介绍了运用MATLAB来实现彩色图像增强的方法研究。基于彩色图像包含丰富的信息，介绍了如何利用图像处理工具MATLAB来进行彩色图像增强是有用信息加强，获得更有价值的图片和更好的视觉效果。图像增强的方法有很多种，既可对图像时域进行处理，也可在频域中处理。我在上面的课设中主要对图像的HSI图像中的I分量和S分量进行了处理，得到的图像对比度更强了，色彩更加鲜艳了。从结果分析得出对I分量进行均衡化更能突出图像主要内容；对I分量进行对比度拉伸所得图像更加清晰一些，对S分量的调整可以改变图像的色调。哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告 #- -哈尔滨工业大学（威海）课程设计报告- #-五.设计体会通过此次课程设计，了解到MATLAB的诸多强大的数值处理功能，但是我更想说的是改变了我对设计的认识。以前的我看到别人优秀的设计成果，总是会心生欣羡之情，但是那时的我也仅限于此。古语云：纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。以前总是听别