数字图像处理源于上世纪50年代。在那个年代计算机逐渐兴起，人们开始使用计算机进行数字图像的研究工作。之后，在上世纪60年代开始发展成一门学科。早期，人们主要用于对于图片的质量进行改进。随着技术的发展，数字图像技术也开始应用各大行业。其中首次在太空探索中使用，在太空拍摄的图片使用数字图像处理技术对图片进行校正，灰度变换，去除噪声等等。之后，美国的宇宙飞船“徘徊者8号”和“水手号”在太空宇宙拍摄了大量的照片。对于这些难得的图片，进行了一系列复杂的数字图像处理。由此，得到来的照片清晰度和观赏质量大大提高了的一部分。通过这件事和此后航天技术的发展，对于图片的处理需求越来越高，图像增强技术进入了航空航天领域的研究与应用。

图像工程的历史非常的悠久，现在已经独立发展成一门综合学科，其研究内容范围是非常广泛的，覆盖面也很大，通常和其他学科交叉进行发展，尤其是数学学科结合地非常的紧密。上世纪90年代开始，《中国图像图像学报》就开始连续刊登一些关于图像工程的期刊和论文等文献资料。学报根据文献的内容将其分为图像理解、图像分析、图像处理、技术应用和综述等5个模块。刊登的主要刊物内容有：《数据采集与处理》、《信号处理》、《电子学报》、《计算机学报》、《自动化学报》等众多学报内容和刊物文献。

在图像传输系统的六大部分中，每部分在实际传输的过程中都有可能使图像的质量变差，以至于使图像的信息无法被正常识别和读取。比如，在图像采集的过程中会由于光照不均匀等原因使得图像成像的时候不太均匀，整体的图像效果不好。又比如，图像采集的时候由于机器本身的硬件不行或是成像之后设备显示问题有问题都会影响人的视觉观感，从而影响图像的成像质量。由于以上原因都有可能产生不好的影响。所以，研究快速且有效地图像增强算法成为推动图像分析和图像处理领域发展的关键步骤。

随着计算机技术和电子硬件的发展，图像增强技术逐渐涉及人类日常生活和社会进步发展的方方面面。目前数字图像处理广泛应用于航空航天，生物医学，工业生产，公共安全等领域。计算机程序的蓬勃发展，数字图像处理技术开始在其他行业得到广泛的应用。通过计算机的应用程序，使图片的对比度和亮度进行增强，达到增强图片的效果。借此，我们可以解释X射线和工业、教育、医疗等领域的数字图像的应用。同样，在考古学领域中使用图像处理方法进行远古的图像复原。在物理学的领域中使用计算机技术对电子显微镜下的实验图像进行增强，改观其视觉效果。

总的来说，数字图像增强技术已经和我们的日常生活结合地十分的紧密。通过对图像增强技术的研究，有助于我们重新认识数字图像处理技术，对我们的社会发展有着重要的作用。

2. 研究的基本内容与方案

本次研究的主要的内容是基于MATLAB的彩色数字图像增强的研究，学会并掌握MATLAB的数字图像函数的使用。学习数字图像处理的基本知识，在数字图像增强领域，从空域法、频域法、彩色图像增强三大方面展开算法的研究和对比。从灰度图像增强拓展到彩色图像增强，从而达到我们对于彩色图像增强的目的。同时，使用MATLAB环境搭建GUI界面，内嵌实现的相关算法，方便观察和管理。

本实验平台拟采用图形化虚拟仪器开发平台Matlab，它是一种图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言，Matlab采用基于流程图的图形化编程方式，它编程简单、易于理解、效率高，针对数据采集、仪器控制、信号分析和数据处理等任务，设计提供了丰富完善的功能图标，且能解决极其复杂的数值运算。数字图像包含三大方面的算法：空域法、频域法以及彩色图像增强。算法的结构图如下：

数字图像增强的过程，主要是去除噪声和增强边缘两方面。在处理过程中是一个矛盾的过程，因为在图像增强的过程中我们希望去除噪声又增强边缘。实际过程中，我们在增强图像处理的时候，在去除噪声时也会降低图像的边缘。在增强图像的边缘的时候也会增强图像的噪声，不会同时满足我们希望的两个要求。所以，在增强图像的时候，我们往往需要进行折中分析，参考两部分的效果。找到一个比较适合的代价函数满足我们的实际的需要。