直方图均衡实验报告

数字图像处理实验报告实验二图像直方图均衡姓名：

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一．实验目的学习并掌握图像直方图均衡的基本理论，并通过分析均衡前后的图像验证课堂教学内容，总结直方图均衡的特点。二．实验内容对图像img2进行直方图均衡（img2为X光片图像）1．对比均衡前后图像的直方图及特点，1图形显示其直方图以及灰度映射关系2计算以下参数：概率非零灰度数，概率非零灰度中最大概率、最小概率、最大最小概率之比。3统计图像中概率大于平均概率的灰度级数；4计算非零概率的平均值和方差5您认为哪些参数能够表现图像直方图分布的均匀程度？试提取相关参数进行测试。2．找一到两幅图像重复上述实验。3．通过实验结果对比，能得出什么结论？三、实验报告要求1．源程序（C或Matlab）：（1）.画直方图的Matlab程序filname='E:\课件\大三下\图像处理\实验二\1.bmp';

//打开文件A=imread(filname);

//读取文件信息imhist(A);

//画出图像文件的直方图（2）C程序#include<stdio.h>#include<windows.h>#include<string.h>#include<math.h>BITMAPFILEHEADERbfh;BITMAPINFOHEADERbih;typedefstructPP{unsignedcharGRAY;}PIXEL;////画出灰度映射关系图////voiddraw(doubles[]){FILE*fout,*fin;inti,j;PIXELp[256][256];BITMAPFILEHEADERm_bfh;BITMAPINFOHEADERm_bih;RGBQUADcolorPanel[256];fin=fopen("1.bmp","rb");fread(&m_bfh,1,sizeof(BITMAPFILEHEADER),fin);fread(&m_bih,1,sizeof(BITMAPINFOHEADER),fin);fread(colorPanel,256,sizeof(RGBQUAD),fin);fclose(fin);fout=fopen("Graymappingrelationship.bmp","wb");m_bih.biWidth=256;m_bih.biHeight=256;m_bih.biSizeImage=256*256;m_bfh.bfSize=m_bfh.bfOffBits+m_bih.biSizeImage;for(i=0;i<256;i++)for(j=0;j<256;j++)

p[i][j].GRAY=255;for(i=0;i<256;i++){j=(int)s[i];p[i][j].GRAY=0;

}fwrite(&m_bfh,1,sizeof(BITMAPFILEHEADER),fout);fwrite(&m_bih,1,sizeof(BITMAPINFOHEADER),fout);fwrite(colorPanel,256,sizeof(RGBQUAD),fout);fwrite(p,256*256,1,fout);

fclose(fout);}////统计概率非零灰度数子函数///doublenonzero(doublep[])

{inti;doublesum=0;

for(i=0;i<256;i++)if(p[i]!=0)

sum=sum+1;

printf("概率非零灰度数:%.2f\n",sum);returnsum;}////找到最大概率子函数////doublelmax(doublep[])

{inti;doublemax;for(i=0;i<256;i++)

//对max初始化

if(p[i]!=0){max=p[i];break;}for(i=0;i<256;i++)if(p[i]!=0&&p[i]>max)

max=p[i];

//找出概率非零最大值

printf("概率非零最大值:%lf\n",max);returnmax;}////找到最小概率子函数////doublelmin(doublep[])

{inti;doublemin;for(i=0;i<256;i++)

//对min初始化

if(p[i]!=0){min=p[i];break;}for(i=0;i<256;i++)if(p[i]!=0&&p[i]<min)

min=p[i];

//找出概率非零最小值printf("概率非零最小值:%lf\n",min);returnmin;}////求最大最小概率之比子函数////doublerate(doublemax,doublemin)

{doubler;r=max/min;printf("最大最小概率之比:%lf\n",r);returnr;

}////统计图像中概率大于平均概率的灰度级数子函数////doublelager(doublep[])

{inti;doublesum=0;for(i=0;i<256;i++)

if(p[i]>1.0/256)

sum=sum+1;printf("图像中概率大于平均概率的灰度级数:%lf\n",sum);returnsum;

}////求非零概率的平均值的子函数////doubleaverage(doublesum){doubleaver;aver=1.0/sum;printf("非零概率的平均值:%lf\n",aver);return

aver;

}////求非零概率的方差的子函数////doublevariance(doublesum,doublep[],doubleaver){inti;doubleasum=0,var;for(i=0;i<256;i++)

if(p[i]!=0)

asum=asum+pow((p[i]-aver),2);//printf("%lf\n",asum);

var=asum/sum;printf("非零概率的方差:%lf\n",var);returnvar;}/////主函数//////intmain(){FILE*fin,*fout;RGBQUADcolorPanel[256];PIXEL**bmpData;longi,j;doublenum[256]={0},p[256]={0},s[256]={0};doublemax,min,r,sum=0,asum=0,aver,psum=0,var;fin=fopen("1.bmp","rb");fread(&bfh,1,sizeof(BITMAPFILEHEADER),fin);fread(&bih,1,sizeof(BITMAPINFOHEADER),fin);fread(colorPanel,256,sizeof(RGBQUAD),fin);bmpData=(PIXEL**)malloc(bih.biHeight*sizeof(PIXEL*));for(i=0;i<bih.biHeight;i++){

bmpData[i]=(PIXEL*)malloc(bih.biWidth*sizeof(PIXEL));fread(bmpData[i],bih.biWidth,sizeof(PIXEL),fin);}fclose(fin);////对图像进行直方图均衡////for(i=0;i<bih.biHeight;i++){

//二重循环遍历图象数据for(j=0;j<bih.biWidth;j++){num[bmpData[i][j].GRAY]++;

//当前灰度级象素/总象素}

}for(i=0;i<256;i++)p[i]=num[i]/bih.biWidth/bih.biHeight;//计算灰度概率s[0]=p[0];for(i=1;i<256;i++){

s[i]=s[i-1]+p[i];

//计算累积概率（低灰度概率加到高灰度概率上）}for(i=0;i<256;i++){

//0~1映射到0~255s[i]=s[i]*255;for(j=0;j<256;j++){if(s[i]>=j-0.5&&s[i]<j+0.5)s[i]=j;}

}for(i=0;i<bih.biHeight;i++){

//对原图像进行直方图均衡for(j=0;j<bih.biWidth;j++){bmpData[i][j].GRAY=(unsignedchar)s[bmpData[i][j].GRAY];}

}////计算各个参数////

sum=nonzero(p);

//概率非零灰度数

max=lmax(p);

//概率非零灰度中最大概率min=lmin(p);

//概率非零灰度中最小概率r=rate(max,min);

//最大最小概率之比asum=lager(p);

//图像中概率大于平均概率的灰度级数aver=average(sum);

//非零概率的平均值var=variance(sum,p,aver);

//非零概率的方差draw(s);

//画灰度映射关系曲线fout=fopen("3.bmp","wb");

fwrite(&bfh,1,sizeof(BITMAPFILEHEADER),fout);fwrite(&bih,1,sizeof(BITMAPINFOHEADER),fout);fwrite(colorPanel,256,sizeof(RGBQUAD),fout);for(i=0;i<bih.biHeight;i++)fwrite(bmpData[i],bih.biWidth,sizeof(PIXEL),fout);fclose(fout);return0;}2.程序流程图：3．实验结果图像及对应参数：（1）图一：均衡前：

均衡前直方图：灰度映射：对应参数：均衡后：

均衡后的直方图：对应参数：均衡前后灰度映射关系：横轴表示均衡前的灰度，纵轴表示均衡后的灰度。（2）图二：均衡前：

均衡前直方图：对应的参数：均衡后：

均衡后直方图：对应参数：均衡前后灰度映射关系：横轴表示均衡前的灰度，纵轴表示均衡后的灰度。（3）图三：均衡前：

均衡前直方图：对应参数：均衡后：

均衡后直方图：对应参数：均衡前后灰度映射关系：横轴表示均衡前的灰度，纵轴表示均衡后的灰度。（4）图四：均衡前：

均衡前直方图：对应参数：均衡后：

均衡后直方图：对应参数：均衡前后灰度映射关系：横轴表示均衡前的灰度，纵轴表示均衡后的灰度。（5）图五：均衡前：

均衡前直方图：对应参数：均衡后：

均衡后直方图：对应参数：均衡前后灰度映射关系：横轴表示均衡前的灰度，纵轴表示均衡后的灰度。4．实验结果分析及结论由实验结果的参数分析，直方图均衡前后有几项参数变化较大。均衡后概率非零的