【图像增强】基于matlab拉氏滤波图像质量提升【含Matlab源码 488期】

一、图像增强技术简介

1图像增强
图像增强是对图像的某些特征，如边缘、轮廓、对比度等进行强调或锐化，以便于显示、观察或进一步分析与处理。通过对图像的特定加工，将被处理的图像转化为对具体应用来说视觉质量和效果更“好”或更“有用”的图像。
图像增强是最基本最常用的图像处理技术，常用于其他图像处理的预处理阶段。

（1）高通平滑、低通锐化；平滑模糊、锐化突出图像细节
（2）滤波器还有带通、带阻等形式
（3）根据噪声（椒盐噪声、高斯噪声…）的不同，选用不同的滤波
（4）邻域有4-邻域、对角邻域、8-邻域，相对应的有邻接，即空间上相邻、像素灰度相似
（5）图像边缘处理：忽略不处理、补充、循环使用
（6）目前尚未图像处理大多基于灰度图像

二、部分源代码

unction HighBoostFiltering 

handle=figure;
set(handle,'unit','pixels','position',[0 0 1000 600]);
movegui(handle, 'center' );

img=imread('k.bmp');
[h w]=size(img);
filter_mask={...                        %定义俩个拉氏滤波器
    [0 -1 0;-1 4 -1;0 -1 0];...         %普通拉氏滤波器
    [-1 -1 -1; -1 8 -1 ;-1 -1 -1]};     %扩展拉氏滤波器
A=1.7;                                  %设定提升系数A值的大小

%% matlab 实现
imgsharp2=imfilter(double(img),...
        filter_mask{1},...          
        'corr', ...
        'symmetric',...
        'same');
% imfilter函数：返回与输入图片的类型一样的处理图片；corr是相关，因为拉氏算子是中心对称的，所以做卷积和做相关是一样的；symmetric是镜像复制；same是相同尺寸；
imgafter2=double(img).*A+imgsharp2;
imgafter2=uint8(imgafter2);
% uint8强制类型转换：如果输入数据为double，则数据四舍五入，小于0的置为0。


subplot(241),imshow(img),                   title('此行为matla的imfilter实现的');
subplot(242),imshow(uint8(imgsharp2)),      title('未标定的拉氏滤波图');
subplot(243),imshow(mat2gray(imgsharp2)),   title('标定的拉氏滤波图');
subplot(244),imshow(imgafter2),             title('最终图');





%% 自己写的算法
m=1;n=1;    
imgMSR=EdgeFilling(img,m,n,1); %图像的边缘填充镜像的像素，因为拉氏算子是3*3，所以水平和垂直个填充一个像素单位
imgMSR=double(imgMSR);    %扩展的图像转为double型
imgsharp1=imgMSR;
                        %拉氏算子是3*3，所以水平和垂直个填充一个像素单位,这里的m和n分别表示垂直和水平
hwait=waitbar(0,'请等待>>>>>>>>');
for i=1+m:h+m
    for j=1+n:w+n
        [p,q,r,t]=safeborder(h+2*m,w+2*n,i,j,m,n);
        tempimg=imgMSR(p:q,r:t);
        imgsharp1(i,j)=sum(sum(tempimg.*filter_mask{1}));
    end
    if i/h>0.8
        set(findobj(hwait,'type','patch'),'edgecolor','g','facecolor','g');
    end
    waitbar(i/h,hwait,'正在处理');
end
imgsharp1=imgsharp1(1+m:h+m,1+n:w+n); % 取中间部分，去掉边沿
imgafter1=double(img).*A+imgsharp1;
imgafter1=uint8(imgafter1);
close(hwait);
subplot(245),imshow(img),                   title('此行为自己写的代码处理的');
subplot(246),imshow(uint8(imgsharp1)),      title('未标定的拉氏滤波图');
subplot(247),imshow(mat2gray(imgsharp1)),   title('标定的拉氏滤波图');
subplot(248),imshow(imgafter1),             title('最终图');


%% 总结：
% 最后发现，高提升滤波除了细节的提升外，还有亮度的提升，取决于A的值。
% 高提升滤波非常适合低灰度图像处理



function imgMSR=EdgeFilling(img,m,n,which)
%   对图像进行边缘填充，
%   填充方案有：
%     镜像复制which=1、填充黑色which=2、填充灰色which=3、填充白色which=4

[h w]=size(img);
if which==1
    fill=img;
elseif which==2
    fill=uint8(zeros(h,w));
elseif which==3
    fill=uint8(ones(h,w)*127);
elseif which==4
    fill=uint8(ones(h,w)*255);
end

  

 

  
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三、运行结果

四、matlab版本及参考文献

1 matlab版本
2014a

2 参考文献
[1] 蔡利梅.MATLAB图像处理——理论、算法与实例分析[M].清华大学出版社，2020.
[2]杨丹,赵海滨,龙哲.MATLAB图像处理实例详解[M].清华大学出版社，2013.
[3]周品.MATLAB图像处理与图形用户界面设计[M].清华大学出版社，2013.
[4]刘成龙.精通MATLAB图像处理[M].清华大学出版社，2015.

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