摘 要: 数字图像处理就是使用计算机对图像进行去除噪声、增强等处理的理论、方法和技术。在图像处理中，图像增强技术对于提高图像质量起着至关重要的作用，通过图像增强，可以减少图像中的噪声，提高目标与背景的对比度，改善图像的视觉效果。直方图均衡化算法是图像增强中最常用的算法之一。其中，直方图是对图像灰度分布进行统计分析的重要手段。

本文首先介绍经典直方图均衡化算法，其基本思想是把原始图像直方图变换成均匀分布，增加图像灰度变化的动态范围，达到增强图像的对比度的效果，但这种方法对待处理的数据不加选择可能会降低有用信号的对比度；以及变换后图像的灰度级可能会减少，造成某些细节的消失等。鉴于此，本文接着研究两种改进算法：基于抛物线的直方图均衡化改进算法可以调节整幅图像的明暗程度，更好地改善视觉效果；基于比率的直方图均衡化改进算法可以保证输出图像的灰度变化范围达到最大的灰度范围，并能相对减少图像灰度级的合并。

最后对文中研究的直方图均衡化及其改进算法进行了MATLAB仿真及图形用户界面设计，并对仿真结果进行分析与比较。根据实验结果可以看出，基于抛物线的直方图均衡化改进算法和基于比率的直方图均衡化改进算法能够更加有效地改善灰度图像的对比度和灰度动态范围。

关键词：图像增强；直方图均衡化；MATLAB仿真；图形用户界面

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 研究内容与意义-1

1.2 国内外研究现状-1

1.3 论文构成-2

第2章 图像增强-3

2.1 图像增强的基本概念-3

2.2 直方图-3

2.3 标准直方图均衡化算法及其MATLAB仿真-4

2.3.1 基本思想-4

2.3.2 算法步骤-6

2.3.2 实验结果与分析-6

2.3.3 直方图规定化-8

第3章 直方图均衡化算法的改进及其MATLAB仿真-11

3.1 基于抛物线调整的直方图均衡化算法-11

3.1.1 算法简介-11

3.1.2 算法步骤-12

3.1.3 实验结果与分析-12

3.2 基于比例的直方图均衡化算法-15

3.2.1 算法简介-15

3.2.2 算法步骤-15

3.2.3 实验结果与分析-16

第4章 MATLAB及GUI设计简介-19

4.1 MATLAB简介-19

4.1.1 M文件的形式-19

4.1.2 程序结构-19

4.1.3 函数调用-20

4.1.4 MATLAB在数字图像处理中的一些命令-21

4.2 图形用户界面（GUI）简介-21

4.2.1 控件对象及其属性-22

4.2.2 菜单对象及其属性-23

4.3 GUI设计-24

4.3.1 GUI编辑器介绍-24

4.3.2 GUI具体设计步骤-24

第5章 总结与展望-29

5.1 总结-29

5.2 不足之处与未来展望-29

参考文献-30

致 谢-31

附 录-32