MATLAB对数变换(灰度增强)log图像增强-matlab图像处理第11期(附完整代码)

概要

对数图像增强（Logarithmic Image Enhancement）是一种用于改善图像对比度和细节的技术，它通过应用对数变换来扩展暗区的动态范围，并结合局部均值调整来突出感兴趣的特征。本文介绍了一个MATLAB函数log_image_enhancement，该函数实现了对输入图像进行对数增强处理，并返回增强后的图像。此函数接收四个参数：输入图像、窗口大小n、权重系数a和beta，用于控制增强效果。通过对原始图像应用对数变换，并基于局部均值进行调整，可以有效地提升图像的视觉质量。

整体架构流程

1. 归一化输入图像：将输入图像转换为双精度浮点数类型，并归一化到[0, 1]区间。
2. 计算对数变换：对归一化后的图像应用对数变换，以扩展低亮度区域的动态范围。
3. 计算局部均值：遍历每个像素点，计算其邻域内的平均对数值，作为局部背景亮度估计。
4. 调整增强强度：根据局部均值和用户定义的权重系数，计算增强后的对数值。
5. 逆变换回原始范围：对增强后的对数值应用指数变换，恢复到原始的亮度范围。
6. 限制像素值范围：确保所有像素值都在合法范围内（0到1之间）。
7. 转换回原始数据类型：将处理后的图像转换回无符号8位整数（uint8）格式，以便于显示和保存。
8. 返回增强后的图像：将最终结果作为函数输出返回。

技术名词解释

• 对数变换：一种非线性变换技术，通过改变像素值的分布来调整图像的对比度，特别适用于增强低亮度区域的细节。
• 局部均值：指在每个像素点的邻域内计算的平均值，用作背景亮度估计，有助于保持边缘信息的同时增强局部对比度。
• 权重系数 (a 和 beta)：这两个参数分别控制了全局和局部增强的程度，用户可以通过调整它们来定制具体的增强效果。
• 归一化：将数据缩放到特定范围（如[0, 1]），以确保后续运算的一致性和准确性。

技术细节

代码原理及注释

function enhanced_image = log_image_enhancement(input_image, n, a, beta)
    % 将输入图像转换为double类型，并归一化到[0, 1]
    f = double(input_image) / 255