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课题
使用图像增强改善图片质量
课时
12课时（540min）（理论课：6课时实训课：6课时）
教学目标
知识目标：
（1）理解图像增强的含义，了解图像增强的常用方法。
（2）掌握直方图修正法和灰度变换法的基本原理及其在MATLAB中的实现方法。
（3）掌握图像平滑的基本原理及其在MATLAB中的实现方法。
（4）掌握图像锐化的基本原理及其在MATLAB中的实现方法。
（5）了解傅里叶变换的基本原理及其在MATLAB中的实现方法。
（6）掌握低通滤波和高通滤波等频域图像增强方法。
技能目标：
（1）能够使用直方图修正法和灰度变换法进行图像增强。
（2）能够使用均值滤波、高斯滤波和中值滤波进行图像平滑处理。
（3）能够使用梯度锐化和拉普拉斯锐化进行图像锐化处理。
（4）能够使用理想低通滤波和理想高通滤波对图像进行频域增强处理。
素养目标：
（1）学习图像增强的基本方法，提高举一反三的能力。
（2）培养严谨、细致的学习和工作态度。
教学重难点
教学重点：图像增强、图像平滑、图像增强等的基本原理及其在MATLAB中的实现方法。
教学难点：直方图修正法和灰度变换法、傅里叶变换的基本原理及其在MATLAB中的实现方法。
教学方法
案例分析法、问答法、讨论法、讲授法
教学用具
电脑、投影仪、多媒体课件、教材
教学过程
主要教学内容及步骤
第1/2/3/4/5/6节课
考勤
【教师】使用APP进行签到
【学生】按照老师要求签到
新课预热
【教师】自我介绍，与学生简单互动，介绍课程定位、内容安排、考核要求等
【学生】聆听、互动
【教师】教师讲解图像增强的相关内容
图像增强是指根据特定的需要突出一幅图像中的关键信息，同时削弱或消除干扰信息的一种处理方法。图像增强并不增加图像中不存在的信息，而是对已有信息进行调整和优化，使其更适合人眼观察或计算机识别。
【学生】聆听、记录
课前准备
【教师】全班学生以3～5人为一组进行分组，各组选出组长。组长组织组员扫码观看“彩色图像增强技术”视频，讨论并回答下列问题
问题1：什么是伪彩色图像增强？
问题2：真彩色图像增强的处理方法是什么？
【学生】分组、观看、聆听、思考
问题导入
【教师】提出以下问题
问题：列举图像增强有哪些方法？
【学生】聆听、思考、回答
【教师】总结学生的回答，导入本节课课题：图像增强概述
传授新知
【教师】讲解使用数字图像基础相关内容
4.1图像增强概述
图像增强是指根据特定的需要突出一幅图像中的关键信息，同时削弱或消除干扰信息的一种处理方法。（详见教材）
【教师】组织学生观看“图像增强方法的分类”图片，帮助学生了解图像增强方法的分类
4.2空域图像增强
4.2.1直方图修正法
图像的灰度直方图反映了图像明暗分布的规律，对灰度直方图进行修正可以改变图像的灰度分布，调整图像的亮度和对比度，从而达到图像增强的效果。（详见教材）
1．直方图均衡化
直方图均衡化是指将一幅已知灰度分布的图像变换为具有均匀灰度分布的图像，通过增大其灰度值范围和对比度，来实现图像增强的一种技术。（详见教材）
在MATLAB中，histeq()函数可实现直方图均衡化，其一般格式如下。
histeq(I,n)
（详见教材）
【例4-1】读取本书配套素材“project4/image”文件夹中的图像文件“peppers_contrast.tif”，并对其进行直方图均衡化处理，然后显示原图像、直方图均衡化处理后的图像及两幅图像对应的灰度直方图。
【参考代码】
clc;clear;
I=imread(image/peppers_contrast.tif); %读取图像
（详见教材）
2．直方图规定化
直方图均衡化总是得到全局均匀化的灰度直方图，不易控制图像的增强效果。（详见教材）
直方图规定化可分为以下3个步骤。
（1）对原图像的灰度直方图进行均衡化处理，均衡化过程中的变换函数为。其中，表示原图像的原始灰度分布；表示原图像的均匀灰度分布。
（2）对目标图像的灰度直方图进行均衡化处理，均衡化过程中的变换函数为。其中，表示目标图像的原始灰度分布；表示目标图像的均匀灰度分布。
（3）将原图像的灰度直方图映射到目标图像的灰度直方图。（详见教材）
在MATLAB中，histeq()函数也可用于实现直方图规定化，其一般格式如下。
histeq(I,hgram)
（详见教材）
【例4-2】读取本书配套素材“project4/image”文件夹中的图像文件“peppers_contrast.tif”和MATLAB图像处理工具箱中的图像文件“circuit.tif”。其中，“peppers_contrast.tif”为待匹配的原图