matlab将二值图像与原图重叠_MATLAB--数字图像处理图像直方图规定化-白红宇的个人博客

发布日期：2021-06-24 15:56:33 浏览次数：2 分类：技术文章

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直方图规定化

原理：

所谓直方图规定化，就是通过一个灰度映像函数，将原灰度直方图改造成所希望的直方图。说的通俗一点就是，原图像的灰度是从0~255的，其分布是随机的，在一些情况下，我们可能需要一些特定的灰度值，比如我们只需要灰度值为0 3 40 240 255 这些值，除此之外的灰度值我们不需要，那么从原图像到我们需要的图像就可以理解成图像的规定化。

具体事例：

左图是原图像的灰度直方图，右图是我们需要的图（这里的需要是指需要灰度由原来的0~7变成规定的1 3 6，规定化后图像的纵坐标是会变的，这里只需要横坐标吻合就行！）

规定化后的图像（横坐标和规定一样，纵坐标是会变化的）：

实现步骤：

分别计算出原图像和规定图像的累加直方图

利用SML或者GML映射灰度值

利用更新后的映射表转换原图像的灰度值

看完之后，应该还是不懂？那么直接实战一题！题目见下图：

解题步骤：

这里是直接给出的原图像各灰度的像素个数，为了得到我们需要的直方累加图（其实是概率累加值，当然也可以不用概率，直接用像素点数也行，就是看起来数字比较大），需要先算出原图像各灰度的概率（占总像素个数的比例），然后在计算累加值

根据给出的规定直方图，同样的方法计算累加直方图，见下图

利用SML映射规则得出结果

利用映射变化表，更新原图像

提示：

这里可能不懂SML映射规则，我说说自己简单的理解(自己也可以自行百度)：

SML就是单映射，这里我们关注原图累加直方图和规定累加直方图，所谓SML，就是从原图累加直方图开始，在规定累加直方图寻找和自己最接近的值，然后把它的灰度值变成自己的。具体来说，原图第一个累加概率是0.19，在规定累加直方图中，最接近它的就是0.15，那么原图的灰度0变成规定的3，第二个累加概率是0.44，最接近规定累加直方图的0.35，所以由1变成4，同理，依次遍历完原图累加直方图的概率就行，在规定累加直方图找到最靠近自己的值，最后进行灰度变化。

SML规则懂了，GML规则也就好理解了(GML规则其实编程更难)：

SML中，我们是依次遍历原图累加直方图，在规定累加直方图寻找最靠近自己的。在GML(组映射)中，就变成了依次从规定累加直方图中，对比原图累加直方图，也是找到最靠近的值，进行灰度变换，只是这里的变换规则变了。

具体举例来说，从上图看，这里我们这里从规定累加直方图的0.15看，前面的0其实不用看，再从原始累加直方图找到最接近0.15的值，是0.19，那么0.19对应和它对应灰度值前面的灰度变成规定累加直方图中0.15所对应的灰度值：3；第二个看规定累加直方图的0.35，靠近原图的0.44，那么原图的1变成4（假设这里0.44对应的原图灰度值为4，那么在前一个不为0和4之间变成4）

这里有的不好理解，举个例子：

原数组：1 0 0 2 0 3 0 0 0 4 0 0 6

GML映射变化规则的目标数组就是：1 2 2 2 3 3 4 4 4 4 6 6 6

解释：1前面的数变为1,1和2之间变成2,2和3之间变成3，3和4之间变成4,4和6之间变成6,简单的说就是变0变成后面最靠近的一个不为0的数。（这里算法自己需要掌握，即如何从原数组变成目标数组，这里先给个C++的验证算法）

#include
     
      using namespace std;int main(){	int t[8]={2,0,1,0,3,0,0,6};	int i,j;	int tem;	int flag=0;	for (i=0;i<8;i++)	{	if(t[i]==0)	{		for(j=i;j<8;j++)	{	if(t[j]!=0)	{	tem=t[j];	break;}	}     t[i]=tem;		}	}for(i=0;i<8;i++)cout<
      
       <<" ";return 0;}

如果还是不懂SML和GML规则的话？那自己根据下面两种图片再理解理解吧。

MATLAB实战

原理懂了，肯定就是要开始实战了啊！

这里我先上全部代码：

t=imread('a1.jpg')%获取图片的长和宽，用于计算总像素，即m*n[m,n]=size(t);%n_1 这里是先统计各灰度的像素数，后面会变换为概率n_1=zeros(1,256);%统计各灰度的像素数for i=1:mfor j=1:nn_1(t(i,j)+1)=n_1(t(i,j)+1)+1;endend%转换为概率n_1=n_1/m/n; %计算各个灰度级的概率%p_1  记录原图的累积直方图概率p_1=zeros(1,256);%p_1 计算原始累积直方图的概率for i=1:256for j=1:ip_1(i)=p_1(i)+n_1(j);endend%n_2  规定直方图的灰度概率分布n_2=[zeros(1,50),0.1,zeros(1,50),0.2,zeros(1,50),0.3,zeros(1,50),0.2,zeros(1,20),0.1,zeros(1,30),0.1];%p_2 记录规定直方图的累积概率p_2=zeros(1,256);% 计算规定直方图累积概率for i=1:256for j=1:ip_2(i)=p_2(i)+n_2(j);endend%SML映射算法data_1=zeros(1,256);%data_1 SML映射表for i=1:256min=abs(p_1(i)-p_2(1));for j=2:256if  abs(p_1(i)-p_2(j))

效果图：