伪色彩和假色彩图像处理的实现.doc

1、 燕山大学课 程 设 计 说 明 书题目: 伪色彩和假色彩图像处理的实现 学院（系）： 里仁学院 年级专业： 09 仪表 1 班 学 号： 091203021051 学生姓名： 李东超 指导教师： 赵彦涛 程淑红 教师职称： 讲师 副教授 燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：里仁学院 基层教学单位： 学 号 091203021051 学生姓名 李东超 专业（班级） 09 仪表 1 班设计题目 伪色彩和假色彩图像处理的实现设计技术参数由黑白图像转换成彩色图像，或者由彩色图像转变成另外一种彩色图像。尽量实现不同方法的黑白图像与彩色图像或彩色图像与彩色图像之间的变换。设计要求自己设定变换目的，实

2、现黑白图像与彩色图像或彩色图像与彩色图像之间的变换，有较强的目的性，并且比较结果说明其作用。设计中应具有自己的设计思想，设计体会。工作量了解 Matlab 的基本操作，查找与课程设计相关的资料，编写程序并调试，写论文，准备课程设计答辩。工作计划6 月 25 日，熟悉 Matlab 的基本操作6 月 26 日，查找与课程设计课题相关的资料6 月 27 日，设计程序并调试6 月 28 日，调试程序并写论文6 月 29 日，整理论文，课程设计答辩参考资料1、 数字图像处理学 电子公告也出版社 贾永红 20032、 数字图像处理（Matlab 版） 电子工业出版社 冈萨雷斯 20063、 其他数字图像

3、处理和 matlab 变成发面的书记及相关学习资料指导教师签字 基层教学单位主任签字说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。2012 年 6 月 29 日燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书第 1 页 共 14 页目 录摘要。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。1第一章 伪彩色增强的基本原理。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。1

4、1.1 伪彩色增强的目的。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。11.2 伪彩色增强的方法。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。4第二章 假彩色增强。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。6第三章 程序设计。 。 。 。 。 。 。 。 。 。

5、 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。73.1 源程序。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。73.2 图像。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。8第四章 学习心得。 。 。 。

6、。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。12参考文献。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。13燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书第 2 页 共 14 页摘要. 数字图像处理(Digital Image Processing)是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复员、分割、提取特征等处理的方法和技术，又称为计算机图像处理。扩展了人眼

7、的视觉范围，使之跳出传统的可视界限，在人类生活发展的各个方面至关重要。如何用计算机系统解释图像，形成了图像的理解或称为计算机视觉，以实现人类更好的理解外部世界。所谓伪彩色图像处理，就是将图像中的黑白灰度级编程不同的彩色，如过分层越多，人眼所能提取的信息也多，从而达到图像增强的效果。这是一种视觉效果明显，又不太复杂的图像增强技术。伪彩色图像处理技术不仅适用于航空摄影和遥感图片，也可用于 x 光片及云母的判读等处理中。实现伪彩色处理的主要方法主要有密度分割法、灰度级- 伪彩色变换法、频域伪彩色处理等多种方法。我们在这里主要介绍了各种方法的基本原理并重点介绍了灰度级- 伪彩色变换法的程序设计。第一章

8、 伪彩色增强的基本原理彩色图像处理被划分为三个主要领域，即：全彩色、假彩色和伪彩色处理，我们主要讨论的是伪彩色处理。伪彩色处理的问题是分配彩色给某种灰度（强度或强度范围），以增强辨识能力。伪彩色处理的方法主要有灰度分割法、灰度级-伪彩色变换法、频域伪彩色处理等方法。1.1 伪彩色增强的目的伪彩色增强是把黑白图像的各个不同灰度级按照线性或非线性的映射函数变换成不同的彩色，得到一幅彩色图像的技术。使原图像细节更易辨认，目标更容易识别，能够成为。伪彩色增强的方法主要有密度分割法、灰度级一彩色变换和频率域伪彩色增强三种。原理框图燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书第 3 页 共 14 页燕 山

9、大 学 课 程 设 计 说 明 书第 4 页 共 14 页1.2 伪彩色增强的方法1.灰度分割法密度分割法是把灰度图像的灰度级从 0（黑）到 M0（白）分成 N 个区间Ii(i=1，2，N),给每个区间 Ii 指定一种彩色 Ci，这样，便可以把一幅灰度图像变成一幅伪彩色图像。该方法比较简单、直观。缺点是变换出的彩色数目有限。灰度是描述灰度图像内容的最直接的视觉特征，它指黑白图像中点的颜色深度，范围一般从 0 到 255 白色为 255，黑色为0，中间的数字从小到大表示由黑到百的过渡色，即可以表示不同的灰度等级。灰度切分示意图如右图。设原始黑白图像的灰度范围为：0f(x,y)L 用 k+1 灰度

10、等级把该灰度范围分为 k 段：I0，I1,.,Ik I0=0(黑)，Ik=L（白）映射每一段灰度成一种颜色，映射关系为(x,y)= C1 (I（i-1）f（x，y）I（i） ；i=1，2.k) 这里 (x,y)为输出的伪彩色图像；Ci 为灰度在I(i-1),I(i)中时所映射成的彩色。经过这种映射处理后，原始黑白图像 f（x，y）就变成了伪彩色图像 (x,y)。若原始图像f（x， y）就编程了伪彩色图像 (x,y)。若原始图像 f（x，y）的灰度分布遍及上述 k 个灰度段，则伪彩色图像 (x,y)就具有 k 中彩色。 2.空间域灰度级一彩色变换根据色度学原理，将原图像 f(x,y)的灰度范围分

11、段，经过红、绿、蓝三种不同变换TR(?)、TG(?)和 TB(?)，变成三基色分量 IR(x,y)、IG(x,y)、IB(x,y)，然后用它们分别去控制彩色显示器的红、绿、蓝电子枪，便可以在彩色显示器的屏幕上合成一幅彩色图像。燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书第 5 页 共 14 页由上图可以总结出一下的映射函数。下式表示 R（x，y） 、G(x,y) 、B(x，y) 的R、G、 B 通道的颜色值，其中，f（x，y）表示特定点灰度图像的灰度值，f 式所选灰度图像的灰度值。0f 63 时 R（x，y）=0，G（x，y）=4f（x，y）B（x，y）=255；64f 127 时 R（x，y）

12、=0，G（x，y）=255 ，B（x，y）=511-4f（x， y） ；128f191 时 R（x，y）=4f（x，y）-511 ，G（x，y）=255， B（x， y=0；192f255 时 R（x，y）=255，G（x，y）=1023-4f（x，y） ，B（x， y）=0；通过上面的映射变换曲线，可以实现对灰度图像的着色。最后再将每一个像素三个通道得到的值相加，就可以将每一个像素进行伪彩色处理。最终得到伪彩色图像。下图为进行伪彩色图像处理的流程图: 3.频率域伪彩色增强 频率域伪彩色增强的方法是：把灰度图像经傅立叶变换到频率域，在频率域内用三个不同传递特性的滤波器分离成三个独立分量； 然后

13、对它们进行逆傅立叶变换，便得到三幅代表不同频率分量的单色图像，接着对这三幅图像作进一步的处理（如直方图均衡化）最后将它们作为三基色分量分别加到彩色显示器的红、绿、蓝显示通道，得到一幅彩色图像。燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书第 6 页 共 14 页单分量频域变换流程图三基色分量频域变换流程图第二章假彩色增强伪彩色增强的对象是灰度图像，与伪彩色增强不同，假彩色图像增强所处理的对象是一幅自然彩色图像或多光谱图像。它是通过映射函数将彩色图像或多光谱图像变换成新的三基色分量，经彩色合成在增强图像中各目标呈现出于原图像中不同彩色的技术。假彩色增强的目的有两个：一是使感兴趣的目标呈现奇异的彩色或

14、置于奇特的彩色环境中，从而更受人注目；二是使景物呈现出于人眼色觉相匹配的颜色，以提高对目标的分辨率。如人眼视网膜中锥状细胞对绿色最敏感，因此，若把原来颜色不易辨认的目标经假彩色处理呈现绿色，必能大大提高对目标的分辨率。此外，人眼对蓝光强弱的对比灵敏度最大，若把图像某些细节物体按像素明暗程度经假彩色处理，成为饱和度深浅不一的蓝色，也将提高它的分辨率。对于自然景色图像，通用的线性假彩色映射可表示为：(3-1) fffFFBGRcbaBGR321一1 一一 一一一2 一一一3 一一一一一一一 一一一一一f一一一一()x, y燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书第 7 页 共 14 页它是将源图

15、像的三基色 Rf,Gf,Bf 转换成另一组新的三基色分量 RF,GF 和 BF。第三章 程序设计2.1 源程序（1）灰度分割法程序I=imread();figure(1);imshow(I);title(原始图像);J=zeros(256,256,3);I=double(I);for i=1:256for j=1:256if 0=I(i,j)G(i,j)=8;B(i,j)=255;else if 46=I(i,j)G(i,j)=48;B(i,j)=254;else if 82=I(i,j)G(i,j)=112;B(i,j)=252;else if 98=I(i,j)G(i,j)=160;B(i,j)=248;else if 120=I(i,j)G(i,j)=192;B(i,j)=240;