機械視覚実験一画像増強Matlab実現
114109 ワード
【実験目的】
1.一般的な画像増強方法を把握する
2.Matlabによるプログラミングによる画像増強の把握
3.画像増強前後の効果を観察する
【実験内容】
1.Matlabによる標準テスト画像と自作画像のコントラスト増強、ヒストグラム等化とヒストグラム規定化
2.Matlabによる標準試験画像と自作画像のノイズ処理、ノイズを含む画像の平均フィルタリング、中値フィルタリング、ガウスフィルタ処理
3.Matlabによる標準テスト画像と自作画像のシャープ化処理
4.Matlabによる標準テスト画像と自作画像のButterworthローパス、ハイパスフィルタ処理
【実験要求】
1.画像増強を実現するMatlabソースコードを書く
2.画像増強前後の効果図を与える
じっけんプログラム
コントラストの強化:
clear;
close all;
X1=imread('F:\MatlabShijueTupian/flower.JPG');
figure(1),subplot(2,2,1),imshow(X1),title(' ');
f0=0;g0=0;
f1=70;g1=30;
f2=180;g2=230;
f3=255;g3=255; %
subplot(1,2,2),plot([f0,f1,f2,f3],[g0,g1,g2,g3])
axis tight,xlabel('f'),ylabel('g')
title(' ')
r1=(g1-g0)/(f1-f0);
b1=g0-r1*f0;
r2=(g2-g1)/(f2-f1);
b2=g1-r2*f1;
r3=(g3-g2)/(f3-f2);
b3=g2-r3*f2;
[m,n]=size(X1);
X2=double(X1);
for i=1:m %
for j=1:n
f=X2(i,j);
g(i,j)=0;
if(f>=0)&(f<=f1)
g(i,j)=r1*f+b1;
elseif(f>=f1)&(f<=f2)
g(i,j)=r2*f+b2;
elseif(f>=f2)&(f<=f3)
g(i,j)=r3*f+b3;
end;
end;
end;
subplot(2,2,3),imshow(mat2gray(X2));
title(' ');%（2） imadjust（）
X1=imread('F:\MatlabShijueTupian/plane.gif');
figure(2),subplot(1,2,1),imshow(X1),title(' ');
J=imadjust(X1,[0.25,0.6],[],1.2322)
subplot(1,2,2),imshow(J),title(' ');
コントラストの強化:
clear;
close all;
i=imread('F:\MatlabShijueTupian/5.jpg');
X1=rgb2gray(i);
% X1=imread('F:\MatlabShijueTupian/flower.JPG');
figure(1),subplot(2,2,2),imshow(X1),title(' ');
subplot(2,2,1),imshow(i),title(' ');
f0=0;g0=0;
f1=70;g1=30;
f2=180;g2=230;
f3=255;g3=255; %
subplot(2,2,3),plot([f0,f1,f2,f3],[g0,g1,g2,g3])
axis tight,xlabel('f'),ylabel('g')
title(' ')
r1=(g1-g0)/(f1-f0);
b1=g0-r1*f0;
r2=(g2-g1)/(f2-f1);
b2=g1-r2*f1;
r3=(g3-g2)/(f3-f2);
b3=g2-r3*f2;
[m,n]=size(X1);
X2=double(X1);
for i=1:m %
for j=1:n
f=X2(i,j);
g(i,j)=0;
if(f>=0)&(f<=f1)
g(i,j)=r1*f+b1;
elseif(f>=f1)&(f<=f2)
g(i,j)=r2*f+b2;
elseif(f>=f2)&(f<=f3)
g(i,j)=r3*f+b3;
end;
end;
end;
subplot(2,2,4),imshow(mat2gray(X2));
title(' ');%（2） imadjust（）
i=imread('F:\MatlabShijueTupian/8.jpg');
X1=rgb2gray(i);
figure(2),subplot(1,3,2),imshow(X1),title(' ');
subplot(1,3,1),imshow(i),title(' ');
J=imadjust(X1,[0.25,0.6],[],1.2322)
subplot(1,3,3),imshow(J),title(' ');
ヒストグラムの等化:
I=imread('F:\MatlabShijueTupian/peppers.bmp');
J=histeq(I);% ，n ， 64
figure(1),subplot(2,2,1),imshow(I) ,title(' ');
subplot(2,2,2),imhist(I,64) ,title(' ');
subplot(2,2,3),imshow(J) ,title(' '); %
subplot(2,2,4),imhist(J,64) ,
title(' ');
ヒストグラムの等化:
clear;
close all;
i=imread('F:\MatlabShijueTupian/10.jpg');
X1=rgb2gray(i);
J=histeq(X1);% ，n ， 64
figure(1),subplot(2,2,1),imshow(X1) ,title(' ');
subplot(2,2,2),imhist(X1,64) ,title(' ');
subplot(2,2,3),imshow(J) ,title(' '); %
subplot(2,2,4),imhist(J,64) ,
title(' ');
ヒストグラムの規定化:
I=imread('F:\MatlabShijueTupian/lena.gif')
hgram=0:255%hgram ，hgram [0，1]
J=histeq(I,hgram);% ， hgram
figure(1),subplot(2,2,1),imshow(I),title(' ');
subplot(2,2,2),imshow(J)
title(' '); subplot(2,2,3),imhist(I,64)
title(' ');
subplot(2,2,4),imhist(J,64)
title(' ');
ヒストグラムの規定化:
clear;
close all;
i=imread('F:\MatlabShijueTupian/6.jpg');
I=rgb2gray(i);
hgram=0:255%hgram ，hgram [0，1]
J=histeq(I,hgram);% ， hgram
figure(1),subplot(2,2,1),imshow(I),title(' ');
subplot(2,2,2),imshow(J)
title(' '); subplot(2,2,3),imhist(I,64)
title(' ');
subplot(2,2,4),imhist(J,64)
title(' ');
平均フィルタ:
I=imread('F:\MatlabShijueTupian/peppers.bmp')
J=imnoise(I,'salt',0.02);
figure(11),subplot(2,2,1),imshow(I),title(' ');
subplot(2,2,2),imshow(J),title(' ');
K1=filter2(fspecial('average',3),J)/255;%3*3
K2=filter2(fspecial('average',5),J)/255;%5*5
subplot(2,2,3),imshow(K1),
title('3*3 ');
subplot(2,2,4),imshow(K2),
title('5*5 ');
平均フィルタ:
clear;
close all;
i=imread('F:\MatlabShijueTupian/4.jpg');
I=rgb2gray(i);
J=imnoise(I,'salt',0.02);
figure(11),subplot(2,2,1),imshow(I),title(' ');
subplot(2,2,2),imshow(J),title(' ');
K1=filter2(fspecial('average',3),J)/255;%3*3
K2=filter2(fspecial('average',5),J)/255;%5*5
subplot(2,2,3),imshow(K1),
title('3*3 ');
subplot(2,2,4),imshow(K2),
title('5*5 ');
ガウスフィルタ:
I=imread('F:\MatlabShijueTupian/peppers.bmp');
J=imnoise(I,'gaussian',0,0.005);
h=fspecial('gaussian');
K=filter2(h,J)/255;
K1=wiener2(J,[5,5]);
figure(12),subplot(2,2,1),imshow(I),title(' ');
subplot(2,2,2),imshow(J),title(' ');
subplot(2,2,3),imshow(K),title(' ');
subplot(2,2,4),imshow(K1),title(' ');
ガウスフィルタ:
clear;
close all;
i=imread('F:\MatlabShijueTupian/4.jpg');
I=rgb2gray(i);
J=imnoise(I,'gaussian',0,0.005);
h=fspecial('gaussian');
K=filter2(h,J)/255;
K1=wiener2(J,[5,5]);
figure(12),subplot(2,2,1),imshow(I),title(' ');
subplot(2,2,2),imshow(J),title(' ');
subplot(2,2,3),imshow(K),title(' ');
subplot(2,2,4),imshow(K1),title(' ');
中央値フィルタ:
I=imread('F:\MatlabShijueTupian/peppers.bmp');
J=imnoise(I,'salt',0.02);
figure(13),subplot(2,2,1),imshow(I),title(' ');
subplot(2,2,2),imshow(J),title(' ');
K1=medfilt2(J,[3,3]);%
subplot(2,2,3),imshow(K1),title(' ');
中央値フィルタ:
clear;
close all;
i=imread('F:\MatlabShijueTupian/4.jpg');
I=rgb2gray(i);
J=imnoise(I,'salt',0.02);
figure(1),subplot(2,2,2),imshow(I),title(' ');
subplot(2,2,1),imshow(i),title(' ');
subplot(2,2,3),imshow(J),title(' ');
K1=medfilt2(J,[3,3]);%
subplot(2,2,4),imshow(K1),title(' ');
unsharp演算子:
I=imread('F:\MatlabShijueTupian/lena.gif');
h=fspecial('laplacian');
I2=filter2(h,I);
figure(14),subplot(2,2,1),imshow(I),title(' ');
subplot(2,2,2),imshow(I2),title(' '); % 'unsharp'
h=fspecial('unsharp',0.5);
I3=filter2(h,I)/255;
subplot(2,2,3),imshow(I3),
title('unsharp ');
unsharp演算子:
clear;
close all;
i=imread('F:\MatlabShijueTupian/4.jpg');
I=rgb2gray(i);
h=fspecial('laplacian');
I2=filter2(h,I);
figure(14),subplot(2,2,2),imshow(I),title(' ');
subplot(2,2,1),imshow(i),title(' ');
subplot(2,2,3),imshow(I2),title(' '); % 'unsharp'
h=fspecial('unsharp',0.5);
I3=filter2(h,I)/255;
subplot(2,2,4),imshow(I3),
title('unsharp ');
sobelフィルタ:
I1=imread('F:\MatlabShijueTupian/lena.gif');
h1=fspecial('sobel');
I2=filter2(h1,I1);%sobel
I3=conv2(I1,h1);
h2=fspecial('prewitt');
I4=filter2(h2,I1);
h3=fspecial('log');
I5=filter2(h3,I1);
figure(15),
subplot(2,2,1),imshow(I1),title(' ');
subplot(2,2,2),imshow(I3);
title('sobel ');
subplot(2,2,3),imshow(I4);
title('prewitt ');
subplot(2,2,4),imshow(I5);
title('log ');
sobelフィルタ:
clear;
close all;
i=imread('F:\MatlabShijueTupian/4.jpg');
I1=rgb2gray(i);
h1=fspecial('sobel');
I2=filter2(h1,I1);%sobel
I3=conv2(I1,h1);
h2=fspecial('prewitt');
I4=filter2(h2,I1);
h3=fspecial('log');
I5=filter2(h3,I1);
figure(15),
subplot(2,2,1),imshow(I1),title(' ');
subplot(2,2,2),imshow(I3);
title('sobel ');
subplot(2,2,3),imshow(I4);
title('prewitt ');
subplot(2,2,4),imshow(I5);
title('log ');
Butterworthフィルタ:
I1=imread('F:\MatlabShijueTupian/lena2.gif');
I2=imnoise(I1,'salt');
f=double(I2);
g=fft2(f); %
g=fftshift(g); %
[N1,N2]=size(g);
n=2;
d0=50;
d1=5;
n1=fix(N1/2);
n2=fix(N2/2);
for i=1:N1
for j=1:N2
d=sqrt((i-n1)^2+(j-n2)^2);
% Butterworth
h=1/(1+0.414*(d/d0)^(2*n));
result(i,j)=h*g(i,j);
end
end
result=ifftshift(result);
X2=ifft2(result);
X3=uint8(real(X2));
if d==0
h=0;
else
h=1/(1+(d1/d)^(2*n));
end
result(i,j)=h*g(i,j);
result=ifftshift(result);
X4=ifft2(result);
X5=uint8(real(X2));
figure(16),subplot(2,2,1),imshow(I1),title(' ');
subplot(2,2,2),imshow(I2),title(' ');
subplot(2,2,3),imshow(X3),title('Butterworth ');
subplot(2,2,4),imshow(X5),title('Butterworth ');
Butterworthフィルタ:
clear;
close all;
i=imread('F:\MatlabShijueTupian/4.jpg');
I1=rgb2gray(i);
subplot(2,2,1),imshow(i),title(' ');
I2=imnoise(I1,'salt');
f=double(I2);
g=fft2(f); %
g=fftshift(g); %
[N1,N2]=size(g);
n=2;
d0=50;
d1=5;
n1=fix(N1/2);
n2=fix(N2/2);
for i=1:N1
for j=1:N2
d=sqrt((i-n1)^2+(j-n2)^2);
% Butterworth
h=1/(1+0.414*(d/d0)^(2*n));
result(i,j)=h*g(i,j);
end
end
result=ifftshift(result);
X2=ifft2(result);
X3=uint8(real(X2));
if d==0
h=0;
else
h=1/(1+(d1/d)^(2*n));
end
result(i,j)=h*g(i,j);
result=ifftshift(result);
X4=ifft2(result);
X5=uint8(real(X2));
figure(1),subplot(2,2,2),imshow(I1),title(' ');
subplot(2,2,3),imshow(X3),title('Butterworth ');
subplot(2,2,4),imshow(X5),title('Butterworth ');