1. 图像直方图均衡
% 数字图像处理程序作业
% 本程序能将JPG格式的彩色图像文件灰度化并进行直方图均衡
%
% 输入文件：PicSample.jpg 待处理图像
% 输出文件：PicSampleGray.bmp 灰度化后图像
% PicEqual.bmp 均衡化后图像
%
% 输出图形窗口说明
% figure NO 1 待处理彩色图像
% figure NO 2 灰度化后图像
% figure NO 3 直方图
% figure NO 4 均衡化后直方图
% figure NO 5 灰度变化曲线
% figure NO 6 均衡化后图像
% 1， 处理的图片名字要为 PicSample.jpg
% 2， 程序每次运行时会先清空workspace
% 作者: archiless lorder
clear all
%一，图像的预处理，读入彩色图像将其灰度化
PS=imread('PicSample.jpg'); %读入JPG彩色图像文件
imshow(PS) %显示出来 figure NO1
title('输入的彩色JPG图像')
imwrite(rgb2gray(PS),'PicSampleGray.bmp'); %将彩色图片灰度化并保存
PS=rgb2gray(PS); %灰度化后的数据存入数组
figure,imshow(PS) %显示灰度化后的图像，也是均衡化前的样品figure NO 2
title('灰度化后的图像')
%二，绘制直方图
[m,n]=size(PS); %测量图像尺寸参数
GP=zeros(1,256); %预创建存放灰度出现概率的向量
for k=0:255
GP(k+1)=length(find(PS==k))/(m*n); %计算每级灰度出现的概率，将其存入GP中相应位置
end
figure,bar(0:255,GP,'g') %绘制直方图 figure NO 3
title('原图像直方图')
xlabel('灰度值')
ylabel('出现概率')
%三，直方图均衡化
S1=zeros(1,256);
for i=1:256
for j=1:i
S1(i)=GP(j)+S1(i); %计算Sk
end
end
S2=round(S1*256); %将Sk归到相近级的灰度
for i=1:256
GPeq(i)=sum(GP(find(S2==i))); %计算现有每个灰度级出现的概率
end
figure,bar(0:255,GPeq,'b') %显示均衡化后的直方图 figure NO 4
title('均衡化后的直方图')
xlabel('灰度值')
ylabel('出现概率')
figure,plot(0:255,S2,'r') %显示灰度变化曲线 figure NO 5
legend('灰度变化曲线')
xlabel('原图像灰度级')
ylabel('均衡化后灰度级')
%四，图像均衡化
PA=PS;
for i=0:255
PA(find(PS==i))=S2(i+1); %将各个像素归一化后的灰度值赋给这个像素
end
figure,imshow(PA) %显示均衡化后的图像 figure NO 6
title('均衡化后图像')
imwrite(PA,'PicEqual.bmp');2. 图像腐蚀操作
function erode0207all(Input,thresh,element)
% 本程序能够对灰度图像先进行二值化，再进行腐蚀操作
% 格式介绍: Input为欲处理的灰度图像；
% thresh为自选的阈值参数进行二值化，可输入0到255之间任意整数
% element为进行腐蚀操作的结构单元，本程序可提供3×3、5×5、7×7等奇数方阵的结构单元，原点都在中心位置，建议用三阶或五阶方阵
% 作者: archiless lorder
%----------------------------Begin Code------------------------------
% 一，图像二值化处理
[m,n]=size(Input); % 确定原图像的长、宽
Two=zeros(m,n); % 定义二值化矩阵
Two(find(Input>=thresh))=1; % 对原图像进行二值化处理
% 二，腐蚀操作前的预处理
Temp=zeros(element); % 定义3×3或5×5的结构单元
Output=zeros(m,n); % 定义输出矩阵
s=m+1-element; % s、t为循环长度
t=n+1-element;
Length=element-1; % Length和Radius的含义在循环中介绍
Radius=Length/2;
square=element*element; % 两个结构单元中元素的总和，即 9 、25 、49…………
% 三，进行腐蚀操作
for i=1:s
for j=1:t
Temp=Two(i:i+Length,j:j+Length); % 从二值化图像中依次取出三阶或五阶方阵
if sum(Temp(:))==square % 判断方阵中元素总和为 9 或 25 时
Output(i+Radius,j+Radius)=1; %方阵中心元素在输出矩阵中相应位置上的值为1
end
end
end
% 四，输出处理前后的图像
figure,subplot(221),imshow(Input),title('原图像');
subplot(222),imshow(Two),title('二值化后的图像');
subplot(223),imshow(Output),title('腐蚀后的图像');
%--------------------------------End Code--------------------------------3. 拉普拉斯算子边缘检测
function PicOut=Lap_edge(PicInput,thresh)
% 本程序能够将BMP格式的黑白灰度图像用拉普拉斯算子进行边缘检测
% 生物图像处理作业2
% 格式为 a=Lap_edge(PicInput,thresh) 或者嵌套为 Lap_edge(imread('rice.tif'),15)
% thresh参数可自选，对于rice.tif这张图来说最合适的值大约为14到18
% 使用例子：PicInput=imread('rice.tif');
% a=Lap_edge(PicInput,15);
% 作者: archiless lorder
%－－－－－－－－－－－－－－－－ BEGIN CODE －－－－－－－－－－－－－－－－
% 一，原图像预处理，读入黑白图片并确定长和宽
[m,n]=size(PicInput); %确定图片的长和宽
% 二，拉普拉斯变换预处理，定义镜框矩阵和输出矩阵
r=m+2; %把图片的长和宽各加2
c=n+2;
PicFrame=zeros(r,c); %定义二维数组"PicFrame"，长、宽比"Input"各多2，成为镜框的尺寸
b=zeros(m,n); %定义滤波后的数组
% 三，拉普拉斯运算的三个矩阵
Temp=zeros(3); %定义三阶方阵"Temp"，为临时矩阵
op=[0 -1 0;-1 4 -1;0 -1 0]; %定义拉普拉斯算子
Result=zeros(3); %定义三阶方阵"Result"，为运算结果矩阵
% 四，原图像矩阵处理，做一个"像框"
PicFrame(2:m+1,2:n+1)=PicInput; %把原图的矩阵放到新的矩阵"PicFrame"中心，它的第一行、最后一行、第一列、
%最后一列都是"0"，即原图矩阵周围有一圈"0"的边缘，好像给图像加一个像框
PicFrame(1,:)=PicFrame(2,:); %把第二行的值赋给第一行
PicFrame(r,:)=PicFrame(r-1,:); %把倒数第二行的值赋给最后一行
PicFrame(:,1)=PicFrame(:,2); %把第二列的值赋给第一列
PicFrame(:,c)=PicFrame(:,c-1); %把倒数第二列的值赋给最后一列
% 五，用拉普拉斯算子进行滤波
for i=1:m
for j=1:n
Temp=PicFrame(i:i+2,j:j+2); %从"PicFrame"矩阵中依次取出三阶方阵，赋值给临时矩阵"Temp"
Result=Temp.*op; %临时矩阵与拉普拉斯算子"点乘"，赋值给结果矩阵"Result"
b(i,j)=sum(sum(Result));
%结果矩阵中"十"字线上元素相加，赋值给输出矩阵中相应的位置，
%即临时矩阵中心元素所对应的位
end
end
% 六，设定阈值，将图像二值化
% thresh=1.618*mean2(abs(b)) 可用黄金分割的比例选阈值优点是边缘清晰
e=repmat(logical(uint8(0)),m,n); %创建数组
e(find(b>thresh))=1; %阈值判断二值化
PicOut=e; %函数输出
figure,subplot(1,2,1),imshow(PicInput); %显示原图片
title('原图像');
subplot(1,2,2),imshow(e); %显示拉普拉斯边缘检测后的图片
title('自编函数边缘检测后的图像');
%－－－－－－－－－－－－－－－－END OF CODE －－－－－－－－－－－－－－－－4. 图像开操作
function open0207(I,thresh,element)
% 本程序能够对灰度图像先进行二值化，再进行开操作
% 本程序先调用腐蚀函数，再调用膨胀函数，实现开操作
% 作者: archiless lorder
% 一，调用腐蚀函数
[C,B]=erode0207simple(I,thresh,element);
% 二，调用膨胀函数
F=dilate0207simple(C,1,element);
% 三，输出图像
figure,subplot(221),imshow(I),title('原图像');
subplot(222),imshow(B),title('二值化后的图像');
subplot(223),imshow(F),title('开操作后的图像');5. 图像闭操作
function close0207(I,thresh,element)
% 本程序能够对灰度图像先进行二值化，再进行闭操作
% 本程序先调用膨胀函数，再调用腐蚀函数，实现闭操作
% 作者: archiless lorder
% 一，调用膨胀函数
[F,E]=dilate0207simple(I,thresh,element);
% 二，调用腐蚀函数
C=erode0207simple(F,1,element);
% 三，输出图像
figure,subplot(221),imshow(I),title('原图像');
subplot(222),imshow(E),title('二值化后的图像');
subplot(223),imshow(C),title('闭操作后的图像');