图像灰度对比度增强
一．实习目的
熟悉图像增强点运算的
方法
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，编程实现图像对比度增强的算法，掌握灰度图像基本处理技术。
二．实习内容
在上次实习的基础上，实现图像的显示、修改与存储，编写算法程序实现灰度图像对比度增强。
三．实习原理
灰度图像对比度增强就是指对图像中所有的点按照某一变换函数进行变换，可按如下函数进行描述：
即借助函数
映射将原始图像中每个像素的灰度映射到新的灰度，如图2，原来的灰度值A被映射成C，而原来的灰度值B被映射为D。灰度映射的意义在于通过改变图像的灰度分布，扩展图像的对比度，使图像特征变得明显，它分为线性映射和非线性映射。常见的线性映射类型有图像求反、线性拉伸和分段线性拉伸；常见的非线性映射为借助对数形式映射的动态范围压缩、借助指数形式的gamma校正。
1.线性映射
改变图像灰度对比度常用的方法是线性变换，它对像素值x按以下线性变换实现一对一映射：
（2.2）
其中有参数
和
,因而至少需要提供输入图像和目标图像的两个对应灰度值才能估计得到所需要的参数。
图 2 灰度映射原理
（二）动态范围压缩
实际应用中，有时原图的动态范围太大，超出了某些显示设备的允许范围。如果直接使用原图进行显示，则原图中低灰度的细节可能会丢失而无法显示出来。解决的办法是对原图进行灰度压缩，常用的压缩方法是借助对数形式的映射函数：
(2.3)
C为尺度比例常数，变换后原来动态范围很大的x会转换为动态范围很小的y。低灰度之经过映射后，其灰度之会集中在高亮度区域，这时只需显示动态范围较小的高亮度区域就可以把大部分的图像细节展示出来。
（三）Gamma校正
Gamma曲线是一种特殊的色调曲线，当Gamma值等于1的时候，曲线为与坐标轴成45°的直线，这个时候
表
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示输入和输出密度相同。一般情况下，当用于Gamma矫正的值小于1时，图像的高光部分被压缩而暗调部分被扩展，当Gamma矫正的值大于1时，图像的高光部分被扩展而暗调部分被压缩，Gamma矫正一般用于平滑的扩展暗调的细节。图3的实线为
，虚线为
。
(2.4)
图 3 gamma曲线
浙公网安备 33021202002483