数字图像处理实验报告实验二图像直方图均衡姓名：*******学号：*********专业：************一．实验目的学习并掌握图像直方图均衡的基本理论，并通过分析均衡前后的图像验证课堂教学内容，总结直方图均衡的特点。
二．实验内容对图像 img2 进行直方图均衡（img2为X光片图像）１．对比均衡前后图像的直方图及特点，①图形显示其直方图以及灰度映射关系②计算以下参数：概率非零灰度数，概率非零灰度中最大概率、最小概率、最大最小概率之比。
③统计图像中概率大于平均概率的灰度级数；④计算非零概率的平均值和方差⑤您认为哪些参数能够表现图像直方图分布的均匀程度？试提取相关参数进行测试。
2．找一到两幅图像重复上述实验。
3．通过实验结果对比，能得出什么结论？三、实验报告要求1．源程序（C或Matlab）：（1）.画直方图的Matlab程序filname='E:\课件\大三下\图像处理\实验二\1.bmp'; //打开文件A=imread(filname); //读取文件信息imhist(A); //画出图像文件的直方图（2）C程序#include<stdio.h>#include<windows.h>#include<string.h>#include<math.h>BITMAPFILEHEADER bfh;BITMAPINFOHEADER bih;typedef struct PP{unsigned char GRAY;}PIXEL;////画出灰度映射关系图////void draw(double s[]){FILE *fout,*fin;int i,j;PIXEL p[256][256];BITMAPFILEHEADER m_bfh;BITMAPINFOHEADER m_bih;RGBQUAD colorPanel[256];fin=fopen("1.bmp","rb");fread(&m_bfh,1,sizeof(BITMAPFILEHEADER),fin);fread(&m_bih,1,sizeof(BITMAPINFOHEADER),fin);fread(colorPanel,256,sizeof(RGBQUAD),fin);fclose(fin);fout=fopen("Gray mapping relationship.bmp","wb");m_bih.biWidth=256;m_bih.biHeight=256;m_bih.biSizeImage=256*256;m_bfh.bfSize=m_bfh.bfOffBits+m_bih.biSizeImage;for(i=0;i<256;i++)for(j=0;j<256;j++) p[i][j].GRAY=255;for(i=0;i<256;i++){j=(int)s[i];p[i][j].GRAY=0;}fwrite(&m_bfh,1,sizeof(BITMAPFILEHEADER),fout);fwrite(&m_bih,1,sizeof(BITMAPINFOHEADER),fout);fwrite(colorPanel,256,sizeof(RGBQUAD),fout);fwrite(p,256*256,1,fout);fclose(fout);}////统计概率非零灰度数子函数 ///double nonzero(double p[])int i;double sum=0;for(i=0;i<256;i++)if(p[i]!=0) sum=sum+1;printf("概率非零灰度数:%.2f\n",sum);return sum;}////找到最大概率子函数////double lmax(double p[]){int i;double max;for(i=0;i<256;i++) //对max初始化if(p[i]!=0){max=p[i];break;}for(i=0;i<256;i++)if(p[i]!=0&&p[i]>max) max=p[i]; //找出概率非零最大值printf("概率非零最大值:%lf\n",max);return max;}////找到最小概率子函数////double lmin(double p[]){int i;double min;for(i=0;i<256;i++) //对min初始化if(p[i]!=0){min=p[i];break;}for(i=0;i<256;i++)if(p[i]!=0&&p[i]<min) min=p[i]; //找出概率非零最小值printf("概率非零最小值:%lf\n",min);return min;}////求最大最小概率之比子函数////double rate(double max,double min){double r;r=max/min;printf("最大最小概率之比:%lf\n",r);return r;}////统计图像中概率大于平均概率的灰度级数子函数 //// double lager(double p[]){int i;double sum=0;for(i=0;i<256;i++)if(p[i]>1.0/256) sum=sum+1;printf("图像中概率大于平均概率的灰度级数:%lf\n",sum);return sum;}////求非零概率的平均值的子函数////double average(double sum){double aver;aver=1.0/sum;printf("非零概率的平均值:%lf\n",aver);return aver;}////求非零概率的方差的子函数////double variance(double sum,double p[],double aver){int i;double asum=0,var;for(i=0;i<256;i++)if(p[i]!=0) asum=asum+pow((p[i]-aver),2);//printf("%lf\n",asum);var=asum/sum;printf("非零概率的方差:%lf\n",var);return var;}/////主函数//////int main(){FILE *fin,*fout;RGBQUAD colorPanel[256];PIXEL **bmpData;long i,j;double num[256]={0},p[256]={0},s[256]={0};double max,min,r,sum=0,asum=0,aver,psum=0,var;fin=fopen("1.bmp","rb");fread(&bfh,1,sizeof(BITMAPFILEHEADER),fin);fread(&bih,1,sizeof(BITMAPINFOHEADER),fin);fread(colorPanel,256,sizeof(RGBQUAD),fin);bmpData=(PIXEL **)malloc(bih.biHeight*sizeof(PIXEL *));for(i=0;i<bih.biHeight;i++){bmpData[i]=(PIXEL *)malloc(bih.biWidth*sizeof(PIXEL));fread(bmpData[i],bih.biWidth,sizeof(PIXEL),fin);}fclose(fin);////对图像进行直方图均衡////for(i=0;i<bih.biHeight;i++){ //二重循环遍历图象数据for(j=0;j<bih.biWidth;j++){num[bmpData[i][j].GRAY]++; //当前灰度级象素/总象素}}for(i=0;i<256;i++)p[i]=num[i]/bih.biWidth/bih.biHeight; //计算灰度概率s[0]=p[0];for(i=1;i<256;i++){s[i]=s[i-1]+p[i]; //计算累积概率（低灰度概率加到高灰度概率上）}for(i=0;i<256;i++){ //0~1映射到0~255s[i]=s[i]*255;for(j=0;j<256;j++){if(s[i]>=j-0.5&&s[i]<j+0.5)s[i]=j;}}for(i=0;i<bih.biHeight;i++){ //对原图像进行直方图均衡for(j=0;j<bih.biWidth;j++){bmpData[i][j].GRAY=(unsignedchar)s[bmpData[i][j].GRAY];}}////计算各个参数////sum=nonzero(p); //概率非零灰度数max=lmax(p); //概率非零灰度中最大概率min=lmin(p); //概率非零灰度中最小概率r=rate(max,min); //最大最小概率之比asum=lager(p); //图像中概率大于平均概率的灰度级数aver=average(sum); //非零概率的平均值var=variance(sum,p,aver); //非零概率的方差draw(s); //画灰度映射关系曲线fout=fopen("3.bmp","wb");fwrite(&bfh,1,sizeof(BITMAPFILEHEADER),fout);fwrite(&bih,1,sizeof(BITMAPINFOHEADER),fout);fwrite(colorPanel,256,sizeof(RGBQUAD),fout);for(i=0;i<bih.biHeight;i++)fwrite(bmpData[i],bih.biWidth,sizeof(PIXEL),fout);fclose(fout);return 0;}2.程序流程图：3．实验结果图像及对应参数：（1）图一：均衡前：均衡前直方图：灰度映射：对应参数：均衡后：均衡后的直方图：对应参数：均衡前后灰度映射关系：横轴表示均衡前的灰度，纵轴表示均衡后的灰度。