imadjust从用法到原理—Matlab灰度变换函数之一

imadjust从用法到原理—Matlab灰度变换函数之一

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imadjust函数是MATLAB的一个工具箱函数，一般的语法调用格式为：

f1=imadjust（f，[low_in  high_in],[low_out  high_out],gamma）

（注：本文所述图像数据均为Uint8，对于Matlab，矩阵中的一个元素即是一个像素点）

该函数的意义如图1所示，把图像f 灰度变换到新图像f1的过程中，f 中灰度值低于low_in的像素点在f1中灰度值被赋值为low_out,同理，f中灰度值高于high_in的像素点变换到f1时其灰度值也被赋值为high_out;而对于参数gamma，当gamma<1时，灰度图像靠近low_in的灰度值较低像素点灰度值变高，其灰度变化范围被拉伸，灰度值靠近high_in的一端灰度变化范围被压缩，图像整体变明亮。如图1（a）所示，同理，当gamma>1时，则灰度图像的靠近low_in的灰度值较低像素点灰度值变低，其灰度变化范围被压缩，灰度值靠近high_in的一端的灰度变化范围被拉伸，如图1（c）所示。

a

b

c

图1

​而对于中间的两个参数，通过调整其值，主要可以实现以下四种变换。

（1）.负片变换

即取反变换，对一个灰度图像f 取反（负片）变换即为255减去f 中的每个像素点的灰度值，得到的新图像f1 即为负片变换后的图像。

示例代码：

f1=imadjust(f,[0 1],[1 0]);

图2

(2).两参数为空的变换

变换命令代码如下：

                   f1=imadjust(f,[ ],[ ],0.6);

其实质就是只改变参数gamma的变换，文章开篇已述，此处便不再赘述。

当然，该变换也可结合Matlab工具箱函数stretchlim得到。其具体调用格式为：

f1=imadjust（f，stretchlim（f），[ ]）;

该调用方法能自动确定阈值，完成对比度拉伸。

（3）.大到小变换

所谓大到小变换，即将图片f较大的灰度值变化区间压缩为较小的灰度值变化区间达到降低图片f1对比度的作用，示例代码如下：

  f1=imadjust(f,[0 1],[0.3 0.7]);

图3

其意义为将图像f 中灰度值区间压缩变换到f1 中，且f1的灰度值变化范围为255*0.3~255*0.7。变化公式大致如此，对于任意的变换区间，有：  

图片f 中的任一像素点的灰度值x，变换后得到f1图像中对应像素点灰度值Xf，变换公式如下：

(4).小到大变换

与大到小变换相反，将图片f 较小的灰度值变化区间扩展为较大的灰度值变化区间；示例代码如下：

                  f1=imadjust(f,[0.3 0.6],[0.1 1]);

与（3）变换相反，该类型变换能提高图片f1对比度，如图3所示。

图4

其变换过程类似变换（3），对于任一的  

图片f 中的任一像素点的灰度值x，变换后得到f1 图像中相应像素点的灰度值Xf ，变换公式如下：