1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告課設(shè)題目：彩色圖像增強(qiáng)軟件學(xué)院：信息科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)：電子與信息工程班級(jí)：1002501名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）2013年12月27日TOC o 1-5 h z目錄I HYPERLINK l bookmark2課程設(shè)計(jì)任務(wù)1 HYPERLINK l bookmark8課程設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方案2 HYPERLINK l bookmark102.1彩色圖像基礎(chǔ)2 HYPERLINK l bookmark122.2彩色模型2 HYPERLINK l bookmark37課程設(shè)計(jì)的步驟和結(jié)果63.1采集圖像6 HYPERLINK l bookmark393.2圖像增強(qiáng)7

2、HYPERLINK l bookmark413.3界面設(shè)計(jì)9 HYPERLINK l bookmark43四.課程設(shè)計(jì)總結(jié)12 HYPERLINK l bookmark45五.設(shè)計(jì)體會(huì)13 HYPERLINK l bookmark47六.參考文獻(xiàn)14哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告- - #-哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告 -課程設(shè)計(jì)任務(wù)1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：（1）、獨(dú)立設(shè)計(jì)方案，根據(jù)所學(xué)知識(shí)，對(duì)由于曝光過度、光圈過小或圖像亮度不均勻等情況下的彩色圖像進(jìn)行增強(qiáng)，提高圖像的清晰度（通俗地講，就是圖像看起來干凈、對(duì)比度高、顏色鮮艷）。（2）、參考photos

3、hop軟件，設(shè)計(jì)軟件界面，對(duì)處理前后的圖像以及直方圖等進(jìn)行對(duì)比顯示；（3）、將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與處理前的圖像進(jìn)行比較、分析?？偨Y(jié)設(shè)計(jì)過程所遇到的問題。1.2參考方案1、實(shí)現(xiàn)圖像處理的基本操作學(xué)習(xí)使用matlab圖像處理工具箱，利用imread（）語句讀入圖像，例如image=imread（flower.jpg），利用彩色圖像模型轉(zhuǎn)換公式，將RGB類型圖像轉(zhuǎn)換為HSI類型圖像，顯示各分量圖像（如imshow（image），以及計(jì)算和顯示各分量圖像直方圖。2、彩色圖像增強(qiáng)實(shí)現(xiàn)對(duì)HSI彩色模型圖像的I分量進(jìn)行對(duì)比度拉伸或直方圖均衡化等處理,提高亮度圖像的對(duì)比度。對(duì)S分量圖像進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使圖像色彩鮮艷或柔和

4、。H分量保持不變。將處理后的圖像轉(zhuǎn)換成RGB類型圖像,并進(jìn)行顯示。分析處理圖像過程和結(jié)果存在的問題。3、參照“photoshop”軟件，設(shè)計(jì)圖像處理軟件界面可設(shè)計(jì)菜單式界面,在功能較少的情況下,也可以設(shè)計(jì)按鍵式界面,視功能多少而定；參考matlab軟件中GUI設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)軟件界面的設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方案21彩色圖像基礎(chǔ)在圖像處理中，顏色的運(yùn)用主要受兩個(gè)因素推動(dòng)。第一，顏色是一個(gè)強(qiáng)有力的描繪子，它常?？珊?jiǎn)化目標(biāo)物的區(qū)分及從場(chǎng)景中抽取目標(biāo)；第二,人可以辨別幾千種顏色色調(diào)和亮度，但相比之下只能辨別幾十種灰度層次。第二個(gè)因素對(duì)于人工圖像分析特別重要。雖然人的大腦感知和理解顏色所遵循的過程是一種生理心

5、理現(xiàn)象，這一現(xiàn)象還未被完全了解，但顏色的物理性質(zhì)可以由實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)果支持的基本形式來表示。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諄PXkri.ElE|allEj*BdinT址0.0明委員會(huì)哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告- #- -哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告 #-（CIE）規(guī)定以藍(lán)（435.8nm）、綠（546.1nm）和紅（700nm）作為主原色。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告- - #-

6、哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告 #-Matlab中一幅RGB圖可表示為一個(gè)M*N*3的3維矩陣。其中每一個(gè)彩色像素都在特定空間位置的彩色圖像中對(duì)應(yīng)紅、綠、藍(lán)3個(gè)分222HSI模型（譏色調(diào)角度坐標(biāo)存HSI模型是從人的視覺系統(tǒng)出發(fā)，直接使用顏色三要素色調(diào)（Hue）、飽和度（Saturation）和亮度（Intensity）來描述顏色。-亮度指人眼感覺光的明暗程度。光的能量越大，亮度越大。-色調(diào)由物體反射光線中占優(yōu)勢(shì)的波長(zhǎng)決定。反映顏色的本質(zhì)。-飽和度指顏色的深淺和濃淡程度，飽和度越高，顏色越深。HIS色彩空間比RGB彩色空間更符合人的視覺特性。亮度和色度具有可分離特性，使得圖像處理和機(jī)器視覺中

7、大量灰度處理算法都可在HIS彩色空間中方便使用。0,(BG)色調(diào)：360-0,(BG)12(R-G)+(R-B)其中.0arccosr2l(RG)2+(RG)(GB)2哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)課程設(shè)計(jì)報(bào)告哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)課程設(shè)計(jì)報(bào)告- - -哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告 #-飽和度：S1-(R,3,B)扁n(R,G,B)強(qiáng)度：13(R+G+B)從HSI到RGB的轉(zhuǎn)換：在0,1內(nèi)給出HSI值，現(xiàn)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個(gè)相隔120的扇形。從H乘以360開始，這時(shí)色調(diào)值返回原來的0,360的范圍。RGB扇區(qū)(0WHvl20。)：在H位于這一扇區(qū)時(shí)，R

8、GB分量由下時(shí)給出：BI(1-S)ScosHcos（60。一H）G3I-(R,B)GB扇區(qū)(120WHv240。)：如果給定的H值在這一扇區(qū)，則首先從H中減去120，即HH-120。然后RGB分量為RI(1-S)ScosHcos（60。一H）B3I-(R,G)BR扇區(qū)(240WHv360。)：最后，如果H在這一扇區(qū)，則從H中減去240。,即HH-240。G二I(1S)B二I1,ScosHcos(60。一H)R=3I(G,B)課程設(shè)計(jì)的步驟和結(jié)果3.1采集圖像利用imread()語句讀入圖像，利用彩色圖像模型轉(zhuǎn)換公式，將RGB類型圖像轉(zhuǎn)換為HSI類型圖像，顯示各分量圖像(如imshow(imag

9、e)，以及計(jì)算和顯示各分量圖像直方圖。image=imread(tuxiangzq.jpg);image=im2double(image);H,S,I=rgb2hsi(image);%RGB到HSI的轉(zhuǎn)換figure(1);subplot(231);imshow(H);title(HSIH分量圖)；subplot(232);imshow(S)；title(HSIS分量圖)；subplot(233)；imshow(I)；title(HSII分量圖)；%畫各分量的直方圖subplot(234)；imhist(H)；title(H分量的直方圖)；subplot(235)；imhist(S)；titl

10、e(S分量的直方圖)；subplot(236)；imhist(I)；title(I分量的直方圖)；figure(2)；subplot(121)；哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)課程設(shè)計(jì)報(bào)告哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)課程設(shè)計(jì)報(bào)告- - -哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告 #-imshow(image);title(原圖);J=imadjust(I,0.30.7,);subplot(122);imshow(J)%對(duì)比度增強(qiáng)title(增強(qiáng)對(duì)比度后)；HSIH分量團(tuán)HSI呂分童團(tuán)旳吩蚩團(tuán)00.51的盧方團(tuán)巳分臺(tái)的亙方團(tuán)汾臺(tái)的直方團(tuán)05100.532圖像增強(qiáng)3.2.1對(duì)I分量進(jìn)行對(duì)比度拉伸對(duì)HSI彩色模型圖像的I

11、分量進(jìn)行對(duì)比度拉伸，對(duì)S分量圖像進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使圖像色彩鮮艷或柔和，H分量保持不變。將處理后的圖像轉(zhuǎn)換成RGB類型圖像，并進(jìn)行顯示：image=imreadCtuxiangzq.jpg);%采集圖像image=im2double(image);H,S,I=rgb2hsi(image);%RGB到HSI的轉(zhuǎn)換i2=imadjust(I,0.30.7,);%對(duì)【分量進(jìn)行對(duì)比度拉伸S=imadjust(S,0.10.5,);%對(duì)5分量進(jìn)行對(duì)比度拉伸x_hsi=cat(3,H,S,i2);x_h_r=hsi2rgb(x_hsi);%HSI空間轉(zhuǎn)換為RGB空間figureimshow(x_h_r);ti

12、tle(I分量均衡化);322對(duì)I分量進(jìn)行均衡化I分量直方圖均衡化，對(duì)S分量圖像進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使圖像色彩鮮艷或柔和,H分量保持不變。將處理后的圖像轉(zhuǎn)換成RGB類型圖像，并進(jìn)行顯示：image=imreadCtuxiangzq.jpg);%采集圖像image=im2double(image);H,S,I=rgb2hsi(image);%RGB到HSI的轉(zhuǎn)換i2=histeq(I);%對(duì)【分量進(jìn)行直方圖均衡化，加強(qiáng)對(duì)比度S=imadjust(S,0.10.5,);%對(duì)5分量進(jìn)行對(duì)比度拉伸x_hsi=cat(3,H,S,i2);x_h_r=hsi2rgb(x_hsi);%HSI空間轉(zhuǎn)換為RGB空間f

13、igureimshow(x_h_r);title(I分量均衡化);哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)課程設(shè)計(jì)報(bào)告哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)課程設(shè)計(jì)報(bào)告- - #-哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告- -酣童均謝化33界面設(shè)計(jì)主要控件程序如下：圖像采集functionpushbuttonCJ_Callback(hObject,eventdata,handles)image=imread(tuxiangzq.jpg);image=im2double(image);axes(handles.axesl);imshow(image);title(原圖);顯示各分量圖像functionpushbuttonFLT_Cal

14、lback(hObject,eventdata,handles)image=imread(tuxiangzq.jpg);image=im2double(image);H,S,I=rgb2hsi(image);%RGB到HSI的轉(zhuǎn)換axes(handles.axes2);imshow(H);title(HSIH分量圖);%figure(2);axes(handles.axes3);imshow(S);title(HSIS分量圖)；%figure(3);axes(handles.axes4)；imshow(I)；title(HSII分量圖);顯示各分量直方圖functionpushbuttonFL

15、ZFT_Callback(hObject,eventdata,handles)image=imread(tuxiangzq.jpg);image=im2double(image);H,S,I=rgb2hsi(image);%RGB到HSI的轉(zhuǎn)換axes(handles.axes5);imhist(H);title(H分量的直方圖)；axes(handles.axes6);imhist(S);title(S分量的直方圖)；axes(handles.axes7);imhist(I);title(I分量的直方圖)；圖像增強(qiáng)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的轉(zhuǎn)換i2=imadjust(I,0.30.7,)；%對(duì)比度拉伸S=histeq(S)；x_hsi=cat(3,H,S,i2)；x_h_r=hsi2rgb(x_hsi);%HSI空間轉(zhuǎn)換為RGB空間哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告 - -哈爾濱工

17、業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告- #-axes(handles.axeslO);imshow(x_h_r);title(對(duì)比度拉伸)；break;case2;image=imread(tuxiangzq.jpg);image=im2double(image);H,S,I=rgb2hsi(image);%RGB到HSI的轉(zhuǎn)換i2=histeq(I);%對(duì)【分量進(jìn)行直方圖均衡化，加強(qiáng)對(duì)比度S=histeq(S);x_hsi=cat(3,H,S,i2);x_h_r=hsi2rgb(x_hsi);%HSI空間轉(zhuǎn)換為RGB空間axes(handles.axesll);imshow(x_h_r);titleC

18、I分量均衡化);break;endend效果圖如下：四課程設(shè)計(jì)總結(jié)本文主要介紹了運(yùn)用MATLAB來實(shí)現(xiàn)彩色圖像增強(qiáng)的方法研究?；诓噬珗D像包含豐富的信息，介紹了如何利用圖像處理工具M(jìn)ATLAB來進(jìn)行彩色圖像增強(qiáng)是有用信息加強(qiáng)，獲得更有價(jià)值的圖片和更好的視覺效果。圖像增強(qiáng)的方法有很多種，既可對(duì)圖像時(shí)域進(jìn)行處理，也可在頻域中處理。我在上面的課設(shè)中主要對(duì)圖像的HSI圖像中的I分量和S分量進(jìn)行了處理，得到的圖像對(duì)比度更強(qiáng)了，色彩更加鮮艷了。從結(jié)果分析得出對(duì)I分量進(jìn)行均衡化更能突出圖像主要內(nèi)容；對(duì)I分量進(jìn)行對(duì)比度拉伸所得圖像更加清晰一些，對(duì)S分量的調(diào)整可以改變圖像的色調(diào)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告 #- -哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）課程設(shè)計(jì)報(bào)告- #-五.設(shè)計(jì)體會(huì)通過此次課程設(shè)計(jì)，了解到MATLAB的諸多強(qiáng)大的數(shù)值處理功能，但是我更想說的是改變了我對(duì)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)。以前的我看到別人優(yōu)秀的設(shè)計(jì)成果，總是會(huì)心生欣羨之情，但是那時(shí)的我也僅限于此。古語云：紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。以前總是聽別