数字图像实验:图像退化和还原.

数字图像实验:图像退化和还原.
数字图像实验:图像退化和还原.

%1.使用函数fspecial创建退化滤波器PSF,然后调用imfilter对图像进行卷积运算,就可以 %得到一幅运动退化图像,观察并记录结果。

I=imread('C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\16

\fig0222b.jpg'); %读入图像

LEN=31;

THETA=11;

PSF=fspecial('motion',LEN,THETA); %生成退化函数

blurred=imfilter(I,PSF, 'circular', 'conv');

figure

subplot(1,2,1),imshow(I);title('原图像');

subplot(1,2,2),imshow(blurred);title('6.1 运动退化图像');

%2.使用imnoise函数对图像添加随机噪声,观察并记录结果。

fnblurred =imnoise( blurred, 'gaussian',0,0.001); %产生随机噪声图像

figure, imshow(fnblurred);title('6.2 加噪之后');

%3.使用函数deconvwnr对无噪声的运动模糊图像进行复原,观察并记录结果。同时采用不同的

%LEN和THETA参数,进行实验,体会一下退化函数PSF的重要性,观察并记录结果。 LEN=31;

THETA=11;

PSF=fspecial('motion',LEN,THETA);

wnr1=deconvwnr(blurred,PSF);

wnr2=deconvwnr(blurred, fspecial('motion',2*LEN,THETA));

wnr3=deconvwnr(blurred, fspecial('motion', LEN, 2*THETA));

figure

imshow(wnr1);title('6.3.1 无噪运动模糊图像复原1');

figure

subplot(1,2,1),imshow(wnr2);title('6.3.2 无噪运动模糊图像复原2');

subplot(1,2,2),imshow(wnr3);title('6.3.3 无噪运动模糊图像复原3');

%4.使用函数deconvwnr对一幅有噪声的运动模糊图像进行维纳滤波复原,观察并记录结果。 wnr4=deconvwnr(fnblurred,PSF);

figure,imshow(wnr4);title('6.4 维纳滤波复原');

%5.为了使维纳滤波复原的效果变好,必须使用deconvwnr函数的可选参数NSR、NCORR和ICORR,

%通过改变参数获得不同的复原效果,观察并记录结果。

%使用deconvblind函数进行盲目去卷积,采用不同的退化函数,观察并记录结果。 PSF=fspecial('gaussian',7,10);

blurred01=imfilter(I,PSF, 'circular', 'conv');%图像退化

UNDERPSF=ones(size(PSF)-4); 学时实验\实验六

[J1 P1]= deconvblind(blurred01, UNDERPSF); % 使用较小的PSF进行逆滤波OVERPSF=padarray(UNDERPSF,[4 4], 'replicate', 'both');

[J2 P2]= deconvblind(blurred01, OVERPSF); % 使用较大的PSF进行逆滤波INITPSF=padarray(UNDERPSF,[2 2], 'replicate', 'both');

[J3 P3]= deconvblind(blurred01, INITPSF); % 使用真实的PSF进行逆滤波figure, imshow(blurred01);title('6.5.1 图像退化');

figure, imshow(J1); title('6.5.2 盲目卷积(使用较小的PSF进行逆滤波)'); figure, imshow(J2); title('6.5.3 盲目卷积(使用较大的PSF进行逆滤波)'); figure, imshow(J3);title('6.5.4 盲目卷积(使用真实的PSF进行逆滤波)');

原图

像6.1 运动退化图像

6.2 加噪之后

6.3.1 无噪运动模糊图像复原1

6.3.2 无噪运动模糊图像复原

26.3.3 无噪运动模糊图像复原3

6.4 维纳滤波复原

6.5.1 图像退化

6.5.2 盲目卷积(使用较小的PSF进行逆滤波)

6.5.3 盲目卷积(使用较大的PSF进行逆滤波)

6.5.4 盲目卷积(使用真实的PSF进行逆滤波)

数字图像处理实验1

实验一 实验内容和步骤 练习图像的读取、显示和保存图像数据,步骤如下: (1)使用命令figure(1)开辟一个显示窗口 (2)读入一幅RGB图像,变换为灰度图像和二值图像,并在同一个窗口内显示、二值图像和灰度图像,注上文字标题。 (3)保存转换后的灰度图像和二值图像 (4)在同一个窗口显示转换后的灰度图像的直方图 I=imread('BaboonRGB.bmp'); figure,imshow(I); I_gray=rgb2gray(I); figure,imshow(I_gray); I_2bw=Im2bw(I_gray); figure,imshow(I_2bw); subplot(1,3,1),imshow(I),title('RGB图像'); subplot(1,3,2),imshow(I_gray),title('灰度图像'); subplot(1,3,3),imshow(I_2bw),title('二值图像'); imwrite(I_gray,'Baboongray.png'); imwrite(I_2bw,'Baboon2bw.tif'); figure;imhist(I_gray);

RGB 图 像灰度图 像二值图 像 050100150200250 500 1000 1500 2000 2500 3000

(5)将原RGB 图像的R 、G 、B 三个分量图像显示在figure(2)中,观察对比它们的特点,体会不同颜色所对应的R 、G 、B 分量的不同之处。 [A_RGB,MAP]=imread('BaboonRGB.bmp'); subplot(2,2,1),imshow(A_RGB),title('RGB'); subplot(2,2,2),imshow(A_RGB(:,:,1)),title('R'); subplot(2,2,3),imshow(A_RGB(:,:,2)),title('G'); subplot(2,2,4),imshow(A_RGB(:,:,3)),title('B'); (6)将图像放大1.5倍,插值方法使用三种不同方法,在figure(3)中显示放大后的图像,比较不同插值方法的结果有什么不同。将图像放大到其它倍数,重复实验;A=imread('BaboonRGB.bmp'); figure(3),imshow(A),title('原图像'); B=imresize(A,1.5,'nearest'); figure(4),imshow(B),title('最邻近法') C=imresize(A,1.5,'bilinear'); ; figure(5),imshow(C),title('双线性插值'); D=imresize(A,1.5,'bicubic'); figure(6),imshow(D),title('双三次插值 '); RGB R G B

图像退化与复原

G(u,v) =F(u,v)+N(u, v) ⑶ 实验名称:图像退化与复原 实验目的 1. 了解光电图像的退化原因; 2. 掌握和理解基本的噪声模型,并能对图像进行加噪处理; 3. 了解点扩展函数(PSF)与光学传递函数(OTF)的关系,熟悉几种经典的退化模 型的 模拟试验和OTF 估计方法; 4. 熟悉和掌握几种经典的图像复原方法及其基本原理; 5. 能熟练利用MATLAB 或C/C++工具进行图像的各种退化处理, 并能编程实现 退化 图像的复原。 三. 实验原理 光电成像系统出现图像退化的过程是复杂多变的,为了研究的需要,通常情 况下都把退化简化为化为一个线性移不变过程,见下图 1所示。 障质过稈 | 屯原 图1光电图像退化与复原原理图 因此,在空域中退化过程可以表示如下: g (x,y) = f (x,y) * h(x,y) + h(x,y) (1) 只有加性噪声不存在情况下,退化过程可以模型化如下表达式: g(x,y) = f (x,y) + h(x,y) (2) 其频域表达式为 :

针对这种退化图像的复原,除了周期噪声以外,通常都可以采用空间域滤波 的方法进行图像复原,此时图像复原与图像增强几乎是没有区别的。常见的空间 域滤波方法有均值滤波器和统计排序滤波器。 当退化图像存在线性移不变退化时, 图像的复原不能采用简单空间域滤波器 来实现,要实现线性移不变退化图像的复原, 必须知道退化系统的退化函数,即 点扩展函数h(x,y)。在点扩展函数已知的情况下,常见图像复原方法有逆滤波 和维纳滤波两种。 在考虑噪声的情况下,逆滤波的原理可以表示如下: 通常情况下,N (u,v)是未知的,因此即使知道退化模型也不能复原图像 此外,当H (u,v )的任何元素为零或者值很小时,N (u,v )/H (u,v )的比值决定 着复原的结果,从而导致图像复原结果出现畸变。对于这种情况, 通常采用限制 滤波频率使其难以接近原点值,从而减少遇到零值的可能性。 维纳滤波则克服了逆滤波的缺点,其数学模型表示如下: 然而,为退化图像的功率谱很少是已知的,因此常常用下面表达式近似: 因此,本实验的内容就是利用上述经典图像复原的原理,对降质退化图像进 行复原。 四. 实验步骤 本次实验主要包括光电图像的退化模型和复原方法实现两大部分内容。 (一)图像的退化图像 1、大气湍流的建模 ° F(u,v) = G(u,v) U F(u,v) = G(u,v) H(u,v) F(u,v) + N(u,v) H(u,v) ° 犏 F (u,v)=犏 J _________ (u,v) H (u,v) H *(u,v)2 + S h (u,v)/S f (u,v) G(u,v)

草地退化及退化草地恢复方略

草地退化及退化草地恢 复方略 Company Document number:WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

我国草地退化及退化草地恢复方略 我国的草原多分布于自然条件较差的地区,多干旱缺水、生产水平相对低下,加上人为因素的影响,近20年来草原退化日趋严重。据报道,我国已有13亿亩草地退化,占可利用草地的1/3,并继续以每年2000万亩的速度退化。 草地退化的最主要原因是过度放牧,那合理放牧便是遏制草地退化的最重要一环。 对于退化草地,我们不能不用,关键是在用中改良。合理使用本身是一种科学管理。另外,对于退化草地的合理利用与改良是一个复杂的问题,不可能只用一种办法,要贯彻综合治理的思想,采取多种措施。其中值得重视的措施有: ①围栏封育:这是最简单易行也是成效显着的措施。在内蒙古草原退化的草地,一般围栏三年即可发生显着的变化,生产力就可有较大幅度提高。 ②松土改良:这是一种用机械的办法改善土壤的物理性状,进而改良土壤的化学状况,为植物生长创造好的条件,提高生产力的方法。 ③补播:即在退化草地上补种合适的豆科或禾本科牧草。 ④施肥:在某些局部地区,在可能条件下,施用化学肥料或有机肥料对提高生产力与退化草地改良也有很大好处。 草地退化是因为牲畜多了,而草地上的牧草产量少了,草与畜不能平衡。假如我们设法增加牧草的产量,就可以为多的牲畜提供多的牧草,从而实现新的畜草平衡,这就是建立人工草地与防治草原退化的辨证关系。 人工草地是一种高产的牧草生产系统。要高产就要有好的基础,就要有高的投入。

建立人工草地不是随便什么地方都能满足要求的。选择合适的地形部位与土壤条件十分重要。 在内蒙古草原,要选择山前的扇缘地带和相对低洼的地方。在这些地方,由于水热条件的分异而可能形成比较肥沃的土壤以及好的水分条件。 有了好的基础,人工草地可以说成功了一半。而另一半就是好的草种,合适的结构,精耕细作,精细管理以及收获等。 在这里,要特别强调豆科牧草的选择十分重要。因为我国目前家畜饲草缺乏,最严重的问题就是蛋白质饲料的不足,另外,在人工草种中配合一定比例的豆科牧草,不仅可解决蛋白质饲料的不足,而且豆科牧草的生物固氮,可增加系统中的氮素含量,提高土壤肥力,这是一举两得的事。 退化草地诊断与生物环境指示 1.草地是否退化:任继周院士依据土壤稳定性和流域功能、营养和能流分配、恢复机制3个指标。提出了“三阈”,即健康阈、警戒阈、不健康阈划分标准,建立了评价草地健康与功能和谐的尺度,并指出从健康阈向系统崩溃的发展就是草地退化的过程。找到从健康阈到警戒阈的分界线和从警戒阈到不健康阈的分界线这两个阈值,是研究草地是否退化的关键所在。 2.草地退化等级与生物环境指示:草地退化到什么程度退化后有什么表现这是我们突出关心的基本问题。世界各国草地学家从不同角度提出了退化草地等级标准以及生物环境条件在各个级别的表现。.(1919)的土壤有机质诊断;.(1949)的可利用牧草产量占总产量的百分比诊断;.(1949)以减少种、增加种和侵入种反映植物群落的种类组成,以及它们盖度或地上部分生物量所占比重反映植物群落的结构变化,后由美国土壤保持协会制作草地退化分级图解。任继周(1961)以草地植物经济类群和特征植物、地表状况、水土流失现象、土壤有机质和酸度为指标的综合判断法。王德利(1996)在内蒙呼伦贝尔盟羊草草地不同放牧半径的研究;运用演替度即植

数字图像处理实验报告

数字图像处理实验报告 实验一数字图像基本操作及灰度调整 一、实验目的 1)掌握读、写图像的基本方法。 2)掌握MATLAB语言中图像数据与信息的读取方法。 3)理解图像灰度变换处理在图像增强的作用。 4)掌握绘制灰度直方图的方法,理解灰度直方图的灰度变换及均衡化的方 法。 二、实验内容与要求 1.熟悉MATLAB语言中对图像数据读取,显示等基本函数 特别需要熟悉下列命令:熟悉imread()函数、imwrite()函数、size()函数、Subplot()函数、Figure()函数。 1)将MATLAB目录下work文件夹中的forest.tif图像文件读出.用到imread, imfinfo 等文件,观察一下图像数据,了解一下数字图像在MATLAB中的处理就是处理一个矩阵。将这个图像显示出来(用imshow)。尝试修改map颜色矩阵的值,再将图像显示出来,观察图像颜色的变化。 2)将MATLAB目录下work文件夹中的b747.jpg图像文件读出,用rgb2gray() 将其 转化为灰度图像,记为变量B。 2.图像灰度变换处理在图像增强的作用 读入不同情况的图像,请自己编程和调用Matlab函数用常用灰度变换函数对输入图像进行灰度变换,比较相应的处理效果。 3.绘制图像灰度直方图的方法,对图像进行均衡化处理 请自己编程和调用Matlab函数完成如下实验。 1)显示B的图像及灰度直方图,可以发现其灰度值集中在一段区域,用 imadjust函 数将它的灰度值调整到[0,1]之间,并观察调整后的图像与原图像的差别,调整后的灰

度直方图与原灰度直方图的区别。 2) 对B 进行直方图均衡化处理,试比较与源图的异同。 3) 对B 进行如图所示的分段线形变换处理,试比较与直方图均衡化处理的异同。 图1.1 分段线性变换函数 三、实验原理与算法分析 1. 灰度变换 灰度变换是图像增强的一种重要手段,它常用于改变图象的灰度范围及分布,是图象数字化及图象显示的重要工具。 1) 图像反转 灰度级范围为[0, L-1]的图像反转可由下式获得 r L s --=1 2) 对数运算:有时原图的动态范围太大,超出某些显示设备的允许动态范围, 如直接使用原图,则一部分细节可能丢失。解决的方法是对原图进行灰度压缩,如对数变换: s = c log(1 + r ),c 为常数,r ≥ 0 3) 幂次变换: 0,0,≥≥=γγc cr s 4) 对比拉伸:在实际应用中,为了突出图像中感兴趣的研究对象,常常要求 局部扩展拉伸某一范围的灰度值,或对不同范围的灰度值进行不同的拉伸处理,即分段线性拉伸: 其对应的数学表达式为:

大气湍流参数对图像退化效果影响的研究

长春理工大学学报(自然科学版) Journal of Changchun University of Science and Technology (Natural Science Edition )Vol.41No.4Aug.2018 第41卷第4期2018年8月收稿日期:2018-04-17 作者简介:邹皓(1994-),男,硕士研究生,E-mail :2608752961@https://www.360docs.net/doc/0610122681.html, 通讯作者:赵群(1965-),女,高级实验师,硕士生导师,E-mail :yangzq@https://www.360docs.net/doc/0610122681.html, 大气湍流参数对图像退化效果影响的研究 邹皓,李清瑶,赵群,王建颖,刘智超,杨进华 (长春理工大学 光电工程学院,长春130022)摘要:对远处目标进行观测时,大气湍流是影响成像质量的主要因素,使得观测到的目标图像是严重抖动和模糊的。研究几种大气相关参数对图像退化的影响,总结了影响图像退化的主要的大气湍流相关参数,对退化图像的特征进行了分析。采用包含湍流内外尺度影响的波结构函数、折射率谱以及成像系统退化函数的改进的Kolmogorov 谱湍流退化模型,该模型引入更完整的先验约束条件,更接近于大气湍流的物理特性。通过该退化模型对大气湍流相关参数进行仿真研究,对图像退化进行理论描述,总结了对图像退化影响的主要的大气相关参数。对进行湍流相关参数的测量和湍流退化图像校正的复原算法的研究具有重要意义。实验结果表明大气相干长度和格林伍德频率是影响图像退化主要的大气湍流相关参数。关键词:大气湍流;图像退化;大气相干长度;格林伍德频率 中图分类号:TP391文献标识码:A 文章编号:1672-9870(2018)04-0095-05 Research On Influence of Atmospheric Turbulence Parameters on Image Degradation ZOU Hao ,LI Qingyao ,ZHAO Qun ,WANG Jianying ,LIU Zhichao ,YANG Jinghua (School of Optoelectronic Engineering ,Changchun University of Science and Technology ,Changchun 130022) Abstract :When observing distant targets ,atmospheric turbulence is the main factor affecting the imaging quality ,mak-ing the observed target images are severely shaking and fuzzy.In this paper ,the effects of several atmospheric parame-ters on image degradation are studied.The main parameters of atmospheric turbulence affecting image degradation are summarized and the characteristics of the turbulent image are analyzed.The newmodel is derived from the wave struc-ture function and refractive index profiles considering turbulence internal and external scale and thin lens imaging degra-dation https://www.360docs.net/doc/0610122681.html,pared with the model derived from Kolmogorov spectrum ,more complete transcendent constraints is introduced in the new model ,and the model is more similar to the physical characteristics of atmospheric turbulence.The degradation model is used to simulate the atmospheric turbulence related parameters ,the image degradation is theo-retically described ,and the main atmospheric parameters of image degradation are summarized.It is of great significance for the study of the recuperation algorithm of further turbulence correlation parameters and the image correction of turbu-lence degradation.The results of the experiment show that the atmospheric coherent length and greenwood frequency are the main parameters of atmospheric turbulence affecting image degradation. Key words :atmospheric turbulence ;image degradation ;atmosphere coherent length ;Greenwood frequency 图像质量的下降,会造成有价值信息的丢失。 在遥感、天文观测、交通监控等一些情况下所获得的 退化图像,如果信息丢失就会造成巨大的损失,所以 有效复原退化图像是至关重要的。其中目标通过大 气湍流成像必然会受到大气湍流的影响。在成像过 程中,大气湍流随机地干扰图像成像,使成像焦平面产生像点强度分布扩散、峰值降低、图像模糊和位置偏移等气动光学效应,给目标识别带来了很大的困难。大气湍流退化图像的复原是一个世界性难题,它的研究富有挑战性。近50年来,人们对湍流的认识越来越深入,最突出的是发现了湍流是多尺度有结构的不规则运动[1,2]。这为大气湍流的仿真研究

数字图像实验:图像退化和还原.

%1.使用函数fspecial创建退化滤波器PSF,然后调用imfilter对图像进行卷积运算,就可以 %得到一幅运动退化图像,观察并记录结果。 I=imread('C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\16 \fig0222b.jpg'); %读入图像 LEN=31; THETA=11; PSF=fspecial('motion',LEN,THETA); %生成退化函数 blurred=imfilter(I,PSF, 'circular', 'conv'); figure subplot(1,2,1),imshow(I);title('原图像'); subplot(1,2,2),imshow(blurred);title('6.1 运动退化图像'); %2.使用imnoise函数对图像添加随机噪声,观察并记录结果。 fnblurred =imnoise( blurred, 'gaussian',0,0.001); %产生随机噪声图像 figure, imshow(fnblurred);title('6.2 加噪之后'); %3.使用函数deconvwnr对无噪声的运动模糊图像进行复原,观察并记录结果。同时采用不同的 %LEN和THETA参数,进行实验,体会一下退化函数PSF的重要性,观察并记录结果。 LEN=31; THETA=11; PSF=fspecial('motion',LEN,THETA); wnr1=deconvwnr(blurred,PSF); wnr2=deconvwnr(blurred, fspecial('motion',2*LEN,THETA)); wnr3=deconvwnr(blurred, fspecial('motion', LEN, 2*THETA)); figure imshow(wnr1);title('6.3.1 无噪运动模糊图像复原1'); figure subplot(1,2,1),imshow(wnr2);title('6.3.2 无噪运动模糊图像复原2'); subplot(1,2,2),imshow(wnr3);title('6.3.3 无噪运动模糊图像复原3'); %4.使用函数deconvwnr对一幅有噪声的运动模糊图像进行维纳滤波复原,观察并记录结果。 wnr4=deconvwnr(fnblurred,PSF); figure,imshow(wnr4);title('6.4 维纳滤波复原'); %5.为了使维纳滤波复原的效果变好,必须使用deconvwnr函数的可选参数NSR、NCORR和ICORR, %通过改变参数获得不同的复原效果,观察并记录结果。

数字图像处理实验 实验二

实验二MATLAB图像运算一、实验目的 1.了解图像的算术运算在数字图像处理中的初步应用。 2.体会图像算术运算处理的过程和处理前后图像的变化。 二、实验步骤 1.图像的加法运算-imadd 对于两个图像f x,y和 (x,y)的均值有: g x,y=1 f x,y+ 1 (x,y) 推广这个公式为: g x,y=αf x,y+β (x,y) 其中,α+β=1。这样就可以得到各种图像合成的效果,也可以用于两张图像的衔接。说明:两个示例图像保存在默认路径下,文件名分别为'rice.png'和'cameraman.tif',要求实现下图所示结果。 代码: I1 = imread('rice.png'); I2 = imread('cameraman.tif'); I3 = imadd(I1, I2,'uint8'); I4 = imadd(I1, I2,'uint16'); subplot(2, 2, 1), imshow(I1), title('?-ê?í???1'); subplot(2, 2, 2), imshow(I2), title('?-ê?í???2'); subplot(2, 2, 3), imshow(I3), title('8??í?????ê?'); subplot(2, 2, 4), imshow(I4), title('16??í?????ê?'); 结果截图:

2.图像的减法运算-imsubtract 说明: 背景图像可通过膨胀算法得到background = imopen(I,strel('disk',15));,要求实现下图所示结果。 示例代码如下: I1 = imread('rice.png'); background = imerode(I1, strel('disk', 15)); rice2 = imsubtract(I1, background); subplot(2, 2, 1), imshow(I1), title('?-ê?í???'); subplot(2, 2, 2), imshow(background), title('±3?°í???'); subplot(2, 2, 3), imshow(rice2), title('′|àíoóμ?í???'); 结果截图: 3.图像的乘法运算-immultiply

数字图像处理实验

《数字图像处理》 实验报告 学院:信息工程学院 专业:电子信息工程 学号: 姓名: 2015年6月18日

目录 实验一图像的读取、存储和显示 (2) 实验二图像直方图分析 (6) 实验三图像的滤波及增强 (15) 实验四噪声图像的复原 (19) 实验五图像的分割与边缘提取 (23) 附录1MATLAB简介 (27)

实验一图像的读取、存储和显示 一、实验目的与要求 1.熟悉及掌握在MATLAB中能够处理哪些格式图像。 2.熟练掌握在MATLAB中如何读取图像。 3.掌握如何利用MATLAB来获取图像的大小、颜色、高度、宽度等等相关信息。 4.掌握如何在MATLAB中按照指定要求存储一幅图像的方法。 5.图像的显示。 二、实验原理 一幅图像可以被定义为一个二维函数f(x,y),其中x和y是空间(平面)坐标,f 在任何坐标处(x,y)处的振幅称为图像在该点的亮度。灰度是用来表示黑白图像亮度的一个术语,而彩色图像是由单个二维图像组合形成的。例如,在RGB彩色系统中,一幅彩色图像是由三幅独立的分量图像(红、绿、蓝)组成的。因此,许多为黑白图像处理开发的技术适用于彩色图像处理,方法是分别处理三副独立的分量图像即可。图像关于x和y坐标以及振幅连续。要将这样的一幅图像转化为数字形式,就要求数字化坐标和振幅。将坐标值数字化成为取样;将振幅数字化成为量化。采样和量化的过程如图1所示。因此,当f的x、y分量和振幅都是有限且离散的量时,称该图像为数字图像。 三、实验设备 (1) PC计算机 (2) MatLab软件/语言包括图像处理工具箱(Image Processing Toolbox) (3) 实验所需要的图片 四、实验内容及步骤 1.利用imread( )函数读取一幅图像,假设其名为flower.tif,存入一个数组中; 2.利用whos 命令提取该读入图像flower.tif的基本信息; 3.利用imshow()函数来显示这幅图像; 4.利用imfinfo函数来获取图像文件的压缩,颜色等等其他的详细信息; 5.利用imwrite()函数来压缩这幅图象,将其保存为一幅压缩了像素的jpg文件设为flower.jpg语法:imwrite(原图像,新图像,‘quality’,q), q取0-100。 6.同样利用imwrite()函数将最初读入的tif图象另存为一幅bmp图像,设为flower.bmp。 7.用imread()读入图像:Lenna.jpg 和camema.jpg; 8.用imfinfo()获取图像Lenna.jpg和camema.jpg 的大小;

数字图像处理——彩色图像实验报告

6.3实验步骤 (1)对彩色图像的表达和显示 * * * * * * * * * * * *显示彩色立方体* * * * * * * * * * * * * rgbcube(0,0,10); %从正面观察彩色立方体 rgbcube(10,0,10); %从侧面观察彩色立方 rgbcube(10,10,10); %从对角线观察彩色立方体 %* * * * * * * * * *索引图像的显示和转换* * * * * * * * * * f=imread('D:\Picture\Fig0604(a)(iris).tif'); figure,imshow(f);%f是RGB真彩图像 %rgb图像转换成8色索引图像,不采用抖动方式 [X1,map1]=rgb2ind(f,8,'nodither'); figure,imshow(X1,map1); %采用抖动方式转换到8色索引图像 [X2,map2]=rgb2ind(f,8,'dither'); figure,imshow(X2,map2); %显示效果要好一些 g=rgb2gray(f); %f转换为灰度图像 g1=dither(g);%将灰色图像经过抖动处理,转换打二值图像figure,imshow(g);%显示灰度图像 figure,imshow(g1);%显示抖动处理后的二值图像 程序运行结果:

彩色立方体原图 不采用抖动方式转换到8色索引图像采用抖动方式转换到8色索引图像 灰度图像抖动处理后的二值图像

(2)彩色空间转换 f=imread('D:\Picture\Fig0604(a)(iris).tif'); figure,imshow(f);%f是RGB真彩图像 %转换到NTSC彩色空间 ntsc_image=rgb2ntsc(f); figure,imshow(ntsc_image(:,:,1));%显示亮度信息figure,imshow(ntsc_image(:,:,2));%显示色差信息figure,imshow(ntsc_image(:,:,3));%显示色差信息 %转换到HIS彩色空间 hsi_image=rgb2hsi(f); figure,imshow(hsi_image(:,:,1));%显示色度信息figure,imshow(hsi_image(:,:,2)); %显示饱和度信息figure,imshow(hsi_image(:,:,3));%显示亮度信息 程序运行结果: 原图 转换到NTSC彩色空间

图像退化与复原

一. 实验名称:图像退化与复原 二. 实验目的 1. 了解光电图像的退化原因; 2. 掌握和理解基本的噪声模型,并能对图像进行加噪处理; 3. 了解点扩展函数(PSF)与光学传递函数(OTF)的关系,熟悉几种经典的退化模 型的模拟试验和 OTF 估计方法; 4. 熟悉和掌握几种经典的图像复原方法及其基本原理; 5. 能熟练利用 MATLAB 或 C/C++工具进行图像的各种退化处理,并能编程实现 退化图像的复原。 三. 实验原理 光电成像系统出现图像退化的过程是复杂多变的,为了研究的需要,通常情况下都把退化简化为化为一个线性移不变过程,见下图 1 所示。 因此, 在空域中退化过程可以表示如下: (x,y)(x,y)(x,y)(x,y)g f h h =*+ (1) 只有加性噪声不存在情况下,退化过程可以模型化如下表达式: (x,y)(x,y)(x,y)g f h =+ (2) 其频域表达式为: =(,)+(),)G ,(F u v N u v v u (3) 图1光电图像退化与复原原理图

针对这种退化图像的复原,除了周期噪声以外,通常都可以采用空间域滤波的方法进行图像复原,此时图像复原与图像增强几乎是没有区别的。常见的空间域滤波方法有均值滤波器和统计排序滤波器。 当退化图像存在线性移不变退化时,图像的复原不能采用简单空间域滤波器来实现,要实现线性移不变退化图像的复原,必须知道退化系统的退化函数,即点扩展函数(x,y)h 。 在点扩展函数已知的情况下,常见图像复原方法有逆滤波和维纳滤波两种。 在考虑噪声的情况下,逆滤波的原理可以表示如下: ()() ()()()() G u,v N u,v F u,v F u,v H u,v H u,v ù = =+ (4) 通常情况下,()N u,v 是未知的,因此即使知道退化模型也不能复原图像。 此外,当(),H u v 的任何元素为零或者值很小时,()(),/,N u v H u v 的比值决定着复原的结果,从而导致图像复原结果出现畸变。对于这种情况,通常采用限制滤波频率使其难以接近原点值,从而减少遇到零值的可能性。 维纳滤波则克服了逆滤波的缺点,其数学模型表示如下: 2* 2()1 ()()()()(,)/(,)f H u,v F u,v G u,v H u,v H u,v S u v S u v h ù 轾犏=犏犏+犏臌 (5) 然而,为退化图像的功率谱很少是已知的,因此常常用下面表达式近似: 2* 2()1 ()()()()H u,v F u,v G u,v H u,v H u,v k ù 轾犏=犏犏+犏臌 (6) 因此,本实验的内容就是利用上述经典图像复原的原理,对降质退化图像进行复原。 四. 实验步骤 本次实验主要包括光电图像的退化模型和复原方法实现两大部分内容。 (一) 图像的退化图像 1、 大气湍流的建模

退化生态系统恢复与重建的研究进展_白降丽

浙江林学院学报 2005,22(4):464~468 Journal of Zhe jiang Forestry C ollege 文章编号:1000-5692(2005)04-464-05 退化生态系统恢复与重建的研究进展 白降丽1,彭道黎1,庾晓红2 (1.北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室,北京100083;2.四川农业大学林学园艺学院,四川雅安625014) 摘要:如何保护好现有的健康生态系统,并恢复和重建退化的生态系统,已成为生态系统研 究的热点问题之一。在介绍退化生态系统及其恢复与重建等概念的基础上,讨论了退化生态 系统恢复与重建的目标、基本原则、方法以及程序,并进一步阐述了退化森林生态系统、退 化草地生态系统、退化湿地生态系统、废矿地、退化海岛生态系统、退化水生生态系统等恢 复与重建的研究进展。指出了退化生态系统恢复与重建的研究趋势,主要包括生态系统退化 的预测预报机制的研究,退化生态系统恢复过程和机理的研究,退化生态系统恢复与重建的 关键技术体系研究,退化生态系统恢复与重建的评价标准、评价方法、评价技术和评价指标 体系研究以及退化生态系统恢复与区域经济可持续发展关系研究。参47 关键词:恢复生态学;退化生态系统;恢复与重建;研究进展 中图分类号:S718.5 文献标识码:A 人类在改造利用自然的过程中,伴随着对自然环境产生的负面影响。长期的工业污染,大规模的森林砍伐以及将大范围的自然生境逐渐转变成农业和工业景观,形成了以生物多样性低、功能下降为特征的各式各样的退化生态系统(degraded ec osystem)。这些变化都严重威胁到人类社会的可持续发展。因此,如何保护现有的自然生态系统,综合整治与恢复已退化的生态系统,以及重建可持续的人工生态系统,已成为摆在人类面前亟待解决的重要课题。 1 几个相关概念 1.1 退化生态系统 陈灵芝等[1]认为退化生态系统是指生态系统在自然或人为干扰下形成的偏离自然状态的系统。章家恩等[2]认为退化生态系统是一类病态的生态系统,是指生态系统在一定的时空背景下,在自然因素和人为因素,或者在二者的共同干扰下,生态要素和生态系统整体发生的不利于生物和人类生存的量变和质变,其结构和功能发生与其原有的平衡状态或进化方向相反的位移(displacement),具体表现为生态系统的基本结构和固有功能的破坏或丧失,生物多样性下降,稳定性和抗逆能力减弱,系统生产力下降。这类系统也被称之为“受害或受损生态系统(damaged ecosystem)”。 不同的学者对退化生态系统类型的划分是不同的。余作岳等[3]将退化生态系统分为裸地、森林采伐迹地、弃耕地、沙漠化地、采矿废弃地和垃圾堆放场等类型。章家恩等[2]认为退化生态系统应分为 收稿日期:2004-09-09;修回日期:2005-03-28 基金项目:“十五”国家科技攻关项目(2001BA510B) 作者简介:白降丽,博士研究生,从事森林生态学研究。E-mail:bjl wtx@s https://www.360docs.net/doc/0610122681.html,

图像退化-图像复原

4记录和整理实验报告。图像降质的数学模型 图像复原处理的关键问题在于建立退化模型。输入图像f(x, y)经过某个退化系统后输出的是一幅退化的图像。为了讨论方便, 把噪声引起的退化即噪声对图像的影响一般作为加性噪声 考虑, 这也与许多实际应用情况一致,如图像数字化时的量化 噪声、 随机噪声等就可以作为加性噪声,即使不是加性噪声而 是乘性噪声, 也可以用对数方式将其转化为相加形式。 原始图像f(x, y) 经过一个退化算子或退化系统H(x, y) 的作 用, 再和噪声n(x,y)进行叠加,形成退化后的图像g(x, y)。图2-1表示退化过程的输入和输出的关系,其中H(x, y)概括了退化系统的物理过程,就是所要寻找的退化数学模型。 图2-1 图像的退化模型 数字图像的图像恢复问题可看作是: 根据退化图像g(x , y)和退化算子H(x , y)的形式,沿着反向过程去求解原始图像f(x , y), 或者说是逆向地寻找原始 图像的最佳近似估计。图像退化的过程可以用数学表达式写成如下的形式: g(x, y)=H [f(x, y)]+n(x, y) (2-1) 在这里,n(x, y)是一种统计性质的信息。在实际应用中, 往往假设噪声是白噪声,即它的频谱密度为常数,并且与图像不相关。 在图像复原处理中, 尽管非线性、 时变和空间变化的系统模型更具有普遍性和准确性,更与复杂的退化环境相接近,但它给实际处理工作带来了巨大的困难, 常常找不到解或者很难用计算机来处理。因此,在图像复原处理中, 往往用线性系统和空间不变系统模型来加以近似。这种近似的优点使得线性系统中的许多理论可直接用于解决图像复原问题,同时又不失可用性。 H (x , y )f (x , y )g (x , y ) n (x , y )

数字图像处理实验一

大学实验报告 学院:计算机科学与技术专业:信息安全班级:131 姓名学号实验组实验时间2016/4/22 指导教师成绩 实验项目名称图像基本操作 实验目的 利用MATLAB软件,熟悉图像的数据矩阵操作、图像的类型转换及图像的存储等基本操作。 1.熟悉图像矩阵的基本操作 2.掌握图像数据类型转换及图像类型转换 3.掌握图像文件的读写 4.掌握图像及灰度图像直方图的显示 5.掌握图像缩放和旋转 实验要求 利用MATLAB软件,熟悉图像的数据矩阵操作、图像的类型转换及图像的存储等基本操作。 1.熟悉图像矩阵的基本操作 2.掌握图像数据类型转换及图像类型转换 3.掌握图像文件的读写 4.掌握图像及灰度图像直方图的显示 5.掌握图像缩放和旋转 实验原理1.关于图像矩阵 MATLAB中图像数据以矩阵方式的存储。所以有必要学会关于矩阵的操作,由于篇幅有限,这里只作简要的介绍。 生成矩阵的函数有: eye 生成单位矩阵 ones全1阵 zeros 全零阵 rand 均匀随机阵 randn 正态随机阵 2.图像数据类型及图像类型 2.1 图像数据类型转换 MATLAB中图像数据矩阵的存储方式为双精度(double)类型即64位浮点数。而存储图像时MATLAB有时采用无符号整型(uint8)即图像矩阵中的每个数据占用一个字节。由于大多数运算和函数(比如最基本的矩阵加减运算)都不支持uint8类型,所以运算时通常要将图像转换成 double型。 函数double将数据转换为双精度浮点类型,调用格式为: X64=double(x8) /256 2.2 图像类型及转换

在MATLAB中,一幅图像可能包含一个数据矩阵,也可能有一个颜色映像表矩阵。MATLAB图像处理工具箱支持四种图像类型,其区别在于数据矩阵元素的不同含意。它们是: ● 真彩色图像 ● 索引图像 ● 灰度图像 ● 二值图像 (1)真彩色图像 真彩色图像又称RGB图像,对于一个尺寸为M×N的彩色图像来说,在MATLAB中则存储为一个M×N×3的多维数组,像素的颜色由保存在像素位置上的R、G、B的强度值的组合来确定。如果需要知道图像A中(x,y)处的像素值,则可以使用这样的代码A(x,y,1:3)。 (2)索引图像 MATLAB中的索引图像包含两个结构,一个是调色板,一个是图像数据矩阵。调色板是一个m×3的色彩映射矩阵,矩阵的每一行都代表一种色彩,与真彩色图像相同,通过3个分别代表红、绿、蓝颜色强度的双精度数,形成一种特定的颜色。调色板通常和索引图像存在一起,当读入图像时,MATLAB同时加载调色板和图像。 (3)灰度图像 灰度图像就是只有强度信息,而没有颜色信息的图像。存储灰度图像只需要一个数据矩阵,矩阵的每个元素表示对应位置像素的灰度值,灰度图像的数据类型可以是doubIe类型,这时值域为[0,1],也可以uint8类刑,值域是[0,255]。 (4)二值图像 二值图像就是只有黑白两种值的图像,我们可以把它看作是特殊的灰度图像。二值图像只需一个数据矩阵来存储,每个像素只取0或1。 MATLAB提供了若干函数,用于图像类型的转换,这些函数如下所示: ●rgb2gray 将RGB图像转换成灰度图像 ●Gray2ind 将灰度图像转换成索引图像 ●Im2bw 设定阈值将图像转换为二值图像 ●Im2double 将图像数据阵列转换为double型 ●Im2unit8 将图像数据阵列转换为unit8型 ●Im2unit16 将图像数据阵列转换为unit16型 ●Ind2gray 将索引图像转换为灰度图像 ●Ind2rgb 将索引图像转换成真彩色图像 2.3 图像读写及显示 MATLAB为用户提供了专门的函数以从图像格式的文件中读写图像数据。 (1)图像文件的读取 利用imread函数可以完成图像文件的读取操作,常见调用格式为: A = imread(FILENAME,FMT) 其作用是将文件名用字符串FILENAME表示的、扩展名用字符串FMT(表示图像文件格式)表示的图像文件中的数据读到矩阵A中。如果FILENAME所指的为灰度图像,则A为M×N的二维矩阵;如果FILENAME所指的为RGB图像,则A为M×N×3的三维矩阵。 (2)图像文件的写入(保存) 利用imwrite函数完成图像的写入操作,也完全支持上述各种图像文件的格式,其常用的调用格式为: imwrite(A,FILENAME,FMT)

数字图像处理实验一

数字图像处理—实验一 一.实验内容: 图像灰度变换 二.实验目的: 学会用Matlab软件对图像灰度进行变换;感受各种不同的灰度变换方法对最终图像效果的影响。 三.实验步骤: 1.获取实验用图像:rice.jpg. 使用imread函数将图像读入Matlab。 程序: clc;clear; figure; subplot(4,4,1); i = imread('rice.png'); i = im2double(i); imshow(i);title('1'); 2.产生灰度变换函数T1,使得: 0.3r r < 0.35 s = 0.105 + 2.6333(r – 0.35) 0.35 ≤r ≤0.65

1 + 0.3(r – 1) r > 0.65 用T1对原图像rice.jpg进行处理,使用imwrite函数保存处理后的新图像。程序: subplot(4,4,2); r=[0:0.001:1]; s=[r<0.35].*r*0.3+[r<=0.65].*[r>=0.35].*(0.105+2.6333*(r-0.35))+[r>0.65].*(1 +0.3*(r-1)); plot(r,s);title('2p'); subplot(4,4,3); T1=[i<0.35].*i*0.3+[i<=0.65].*[i>=0.35].*(0.105+2.6333*(i-0.35))+[i>0.65].*( 1+0.3*(i-1)); imshow(T1);title('2i'); imwrite(T1,'rice_T1.jpg','jpg');

3.产生灰度变换函数T2,使得: 用T2对原图像rice.jpg进行处理,使用imwrite保存处理后的新图像。 %3 subplot(4,4,4); r = [0:0.001:1];

退化及复原图像

4-4 退化及复原图像一、 实验目的 掌握生成退化图像和复原图像的方法. 二、 实验内容 1. 生成带噪声的运动退化图像 2. 使用decovwnr 复原模糊的带噪图像 三、 实验步骤 1.模糊噪声图像建模fspecial imfilter pixeldup clc clear f = checkerboard(8); PSF = fspecial('motion',7,45); gb = imfilter(f,PSF,'circular'); imshow (gb) title('使用PSF = fspecial(motion,7,45) 模糊后的图像') noise = imnoise(zeros(size(f)),'gaussian',0,0.001); imshow (noise,[]) title('高斯纯噪声图像') g = gb + noise; imshow (g,[]) title('模糊加噪声的图像')

2.使用deconvwnr 函数复原模糊噪声图像 clc clear f = checkerboard(8); PSF = fspecial('motion',7,45) gb = imfilter(f,PSF,'circular'); noise = imnoise(zeros(size(f)),'gaussian',0,0.001); g = gb + noise; imshow (g,[]) title('模糊加噪声的图像') % *************** fr1 = deconvwnr(g,PSF); imshow(fr1,[]) title('简单的维纳滤波(逆滤波)后的结果') Sn = abs(fft2(noise)).^2;

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