数字图像处理练习题
一、基本题目
1.
2.HSI模型中，H I
(Intensity)
3.CMYK
（Black）。
4.
5.
6.
7.
8.存储一幅大小为M×N，灰度级为2g级的图像需要bit）大小的存
储空间。
9.图像退化是图像形成、传输和记录的过程中，由于成像系统、传输介质和设
10.
行图像的边缘检测。
11.用函数b
s+
=来对图像象素进行拉伸变换，其中r表示待变换图像象素灰
kr
度值，若系数0
k
>b
,1>
压缩）。
12.
13.
两种。
14.
15.少），所得
16.
17.图像退化的典型表现为图像模糊、失真、噪声等，我们针对退化进行图像复
18.灰度直方图反映一幅图像中各灰度级象素出现的频率之间的关系，
19.因此可以采
20.图像边缘是指图像中象素灰度值有阶跃变化或屋顶状变化的那些象素的集
合。
21.
22.
23.(Y)和色度(U,V)信号，它们之间的关系
为：
24.我国的电视标准是PAL制，它规定每秒
行
25.
26.MPEG是ISO其工作是开发满足各种应用
27.若原始的模拟图像，其傅氏频谱在水平方向的截止频率为
m
U，在垂直方向
，则只要水平方向的空间取样频率
02
m
U U
=，垂直方向的空
28.CT。
29.人们在观察一条由均匀黑和均匀白的区域形成的边界时，可能会认为人的主
观感受是与任一点的强度有关。但实际情况并不是这样，人感觉到的是在亮度变化部位附近的暗区和亮区中分别存在一条更黑和更亮的条带，这就是所谓的“Mach带”
30.若代码中任何一个码字都不是另一个码字的续长，也就是不能在某一个码字
后面添加一些码元而构成另一个码字，称其为非续长代码。反之，称其为续长代码。
31.对每个取样点灰度值的离散化过程称为量化。常见的量化可分为两大类，一
类是将每个样值独立进行量化的标量量化方法，另一类是将若干样值联合起来作为一个矢量来量化的矢量量化方法。在标量量化中按照量化等级的划分方法不同又分为两种，一种均匀量化；另一种是非均匀量化
32.数学形态学构成了一种新型的数字图像分析方法和理论。它的基本思想是用
一定形态的结构元素去度量和提取图像中的对应形状以达到对图像分析和识别的目的
33.活动图像编码传输系统的与静态图像系统的主要差别就在于活动图像的编
码传输系统中必须要有一个传输缓冲存储器
34.基于数学形态学的图像分割算法是利用数学形态学变换，把复杂目标X分割成一系列互
不相交的简单子集X1，X2，…，XN。
35.态骨架描述了物体的形状和方向信息。它具有平移不变性、逆扩张性和等幂性等性质，
是一种有效的形状描述方法。二值图像A的形态骨架可以通过选定合适的结构元素B，对A进行连续腐蚀和开启运算来求取，形态骨架函数完整简洁地表达了形态骨架的所有信息，因此，根据形态骨架函数的模式匹配能够实现对不同形状物体的识别。算法具有位移不变性，因而使识别更具稳健性。
36.对图像中的噪声进行滤除是图像预处理中不可缺少的操作。将开启和闭合运算结合起来
可构成形态学噪声滤除器。
37.实际中常用开启运算消除与结构元素相比尺寸较小的亮细节，而保持图像整体灰度值和
大的亮区域基本不变；用闭合运算消除与结构元素相比尺寸较小的暗细节，而保持图像整体灰度值和大的暗区域基本不变。
38.图像压缩可以是有损数据压缩也可以是无损数据压缩。对于如绘制的技术图、图表或者
漫画优先使用无损压缩，有损方法非常适合于自然的图像。
39.图像变换主要目的是将图像的能量尽量集中在少量系数上，从而最大限度地去除原始图
像数据中的相关性！正交变换有去除相关性和能量集中的性质。
40.数字图像处理（Digital Image Processing）又称为计算机图像处理，它是指将图像信
一般来讲,对图像进行处理(或加工、分析)的主要目的有三个方面:
(1)提高图像的视感质量,如进行图像的亮度、彩色变换,增强、抑制某些成分,对图像进行几何变换等,以改善图像的质量。
(2)提取图像中所包含的某些特征或特殊信息,这些被提取的特征或信息往往为计算机分析图像提供便利。提取特征或信息的过程是模式识别或计算机视觉的预处理。提取的特征可以包括很多方面,如频域特征、灰度或颜色特征、边界特征、区域特征、纹理特征、形状特征、拓扑特征和关系结构等。
(3)图像数据的变换、编码和压缩,以便于图像的存储和传输。
41.像素的邻域：邻域是指一个像元（x，y）的邻近（周围）形成的像元集合。即{（x=p,y=q）}p、
q为任意整数。像素的四邻域像素p(x,y)的4-邻域是:(x+1,y),(x-1,y) ,(x,y+1), (x,y-1)。
42.灰度直方图（histogram）是灰度级的函数，它表示图象中具有每种灰度级的象素的个
数，反映图像中每种灰度出现的频率。它是多种空间域处理技术的基础。直方图操作能够有效用于图像增强；提供有用的图像统计资料，其在软件中易于计算，适用于商用硬件设备。灰度直方图性质：1）表征了图像的一维信息。只反映图像中像素不同灰度值出现的次数（或频数）而未反映像素所在位置。2）与图像之间的关系是多对一的映射关系。一幅图像唯一确定出与之对应的直方图，但不同图像可能有相同的直方图。3）子图直方图之和为整图的直方图。
43.列举数字图像处理的三个应用领域
1024 ，256。
44.存储一幅大小为1024
45.
46.
47.
48.
基础上。
49.、饱和度亮度。
50.对于拉普拉斯算子运算过程中图像出现负值的情况，写出一种标定方法：
51. min max min ((,))*255/()g
x y g g g --
52. DSP ：（数字信号处理：Digital Signal Processing ）技术通常是指利用计
算机或/和专用处理设备（包括器件），以数字的形式对信号进行采集、滤波、检测、均衡、变换、调制、压缩、去噪、估计等处理，以得到符合人们需要的信号形式
53. 理想低通滤波器( ILPF )： 一个理想的低通滤波器的传递函数由下式表示
001(,)(,)0(,)D u v D H u v D u v D ≤?=?>?不足：理想低通滤波器容易出现振铃现象，常
用巴特沃思低通滤波器和指数低通滤波器而不用理想低通滤波器
54. 二维取样定理：若原始的模拟图像，其傅氏频谱在水平方向的截止频率为
m U ，在垂直方向的截止频率为m V ，则只要水平方向的空间取样频率
02m U U =，垂直方向的空间取样频率02m V V =，即取样点的水平间隔
1/(2)
m x U ?≤，垂直间隔1/(2)m y V ?≤，图像可被精确地恢复。 55. 唯一可译编码：有些情况下，为了减少表示图像的平均码字长度，往往对码
字之间不加同步码。但是，这样就要求所编码字序列能被唯一地译出来。满足这个条件的编码称其为唯一可译编码。也常称为单义可译码，单义可译码往往是采用非续长代码。
56. JPEG 是ISO/IEC 和ITU-T 的联合图片专家小组(Joint Photographic Experts Group)
的缩称。JPEG 以ADCT 为基础，于 1990年3月提出一个建议标准草案，并于1991年3月正式通过，成为ISO/IEC 10918号标准，现常称为JPEG 建议。图为 JPEG 基本系统的编码器的结构框图。
57. 图像增强与图像复原的区别是：对降质的图像进行改善的方法有两类：一类是不考虑图
像降质的原因，只将图像中感兴趣的部分加以处理或突出有用的图像特征，故改善后的图像并不一定要去逼近原图像，这一类图像改善方法称为图像增强；另一类改善方法是针对图像降质的具体原因，设法补偿降质因素，从而使改善后的图像尽可能地逼近原始图像，这类改善方法称为图像恢复或图像复原技术。
58. 通过频域低通滤波法除去其高频分量从而去掉噪声的原理和过程：对于一幅图像，它的
边缘、细节、跳跃部分以及噪声都代表图像的高频分量(1分)，而大面积的背景区和缓
慢变化部分则代表图像的低频分量，用频域低通滤波法除去其高频分量就能去掉噪声，从而使图像得到平滑。
59. 比较算术均值滤波和几何均值滤波的原理和特点 算术均值滤波：(,)1
?(,)(,)xy s t S f
x y g s
t mn ∈=∑
其特点是：计算mxn 大小的矩阵的算术平均值，使该点的灰度值等于该灰度值，图像整体会变模糊
(1分)
几何均值滤波：1(,)?(,)(,)xy mn s t S f x y g s t ∈??=??????∏
其特点是：计算mxn 大小的矩阵的几何平均值，使该点的灰度值等于该灰度值，图像整体会变模糊，黑点会扩大。
60. 图像分割：图像分割就是指把图像分成互不重叠的区域并提取出感兴趣目标的技术。图
像分割是图像处理到图像分析的关键步骤，一方面，它是表到目标的基础，对特征测量有重要的影响；另一方面，因为图像分割及基于分割的目标表达、特征提取等，都将原图像数字化，是的更高层的图像分析和理解成为可能。
61. 通过频域高通滤波法除去其低频分量从而对图像进行锐化的原理和过程：对于一幅图
像，它的边缘、细节、跳跃部分以及噪声都代表图像的高频分量，而大面积的背景区和缓慢变化部分则代表图像的低频分量，用频域高通滤波法除去其低频分量，保留图像的高频成分，从而使图像细节部分突出。f(x,y)
傅立叶变换F(u,v) 高通滤波器
H(u,v)G(u,v) 傅立叶反变换g(x,y)
62. 请对下列左侧二值图片做开操作，其中深色代表1，浅色代表0，右侧为采用的结构元
素。
解：
先腐蚀 后膨胀
63. 频域内平滑操作的原理及步骤。
由于低频成分主要决定图形在平滑区域中总体灰度级的显示，高频成分决定图像的细节部分。要对进行平滑处理，实际就是要滤除低频成分而保持高频成分，所以我们可以利用低通滤波器H(u,v)对图像进行平滑处理：
64. 简述下列几种用于噪声平滑的系统单位冲激响应阵列的物理意义:
12311111112111111112124291016111111121????????????===??????????????????h h h
上述阵列用于图像的空间域滤波。h1表示一个点的灰度值等于它本身及8邻域点的灰度值的平
均值，h2表示一个点的灰度值等于它本身及8邻域点的灰度值的加权平均值，其中本身的权值为2，其余各点的权值为1。h3表示一个点的灰度值等于它本身及8邻域点的灰度值的加权平均值，其中本身的权值为4，上、下、左、右四个邻域点的权值为2，其余各点的权值为1。它们运算的结果均是直到平滑的作用。
65. 图像增强处理及其目的是：
图像增强是处理图像，使其比原始图像更适合特定应用。（1）采用一系列技术改善图像的视觉效果，提高图像的清晰度；（2）讲图像转换成一种更适合于人或者机器进行分析处理的形式。
66. 试指出下列梯度算法对应的方法分别是Roberts 、Prewitt 算子和Sobel 算子中的哪一
种，并说明Sobel 算子的优点。
采用梯度微分锐化图像，同样使噪声、条纹等得到增强，Soble 算子则在一定程度上克服了这个问题：由于引入了平均因素，因而对图像中的随机噪声有一定的平滑作用；由于它是相1
0 0 -1 0 1 -1 0 (a) Roberts 算子 (c)Sobel 算子
-1 -2 0 0 1 2 -1 0 1 -1 0 -2 0 -1 0 1 2 1 (b) Prewitt 算子 -1 -1 0
0 1
1 -1 0 1 -1 0 -1 0 -1 0 1 1 1
隔两行或两列之差分，故边缘两侧之元素得到了增强，故边缘显得粗而亮。
67.图像增强与图像复原的区别是：
对降质的图像进行改善的方法有两类：一类是不考虑图像降质的原因，只将图像中感兴趣的部分加以处理或突出有用的图像特征，故改善后的图像并不一定要去逼近原图像，这一类图像改善方法称为图像增强；另一类改善方法是针对图像降质的具体原因，设法补偿降质因素，从而使改善后的图像尽可能地逼近原始图像，这类改善方法称为图像恢复或图像复原技术。
68.何为结构元素，选取时应考虑哪些原则
答：结构元素是数学形态学中一个最重要也是最基本的概念。在考察分析图像时，要设计一种收集图像信息的探针，称为结构元素B，具有一定的几何形状，如圆形、正方形、十字形、有向线段等的集合。
结构元素的选取直接影响形态运算的效果，因此，要根据具体情况来确定。一般情况下，结构元素的选取必须考虑以下几个原则：
(1)结构元素必须在几何上比原图像简单，且有界。
(2)结构元素的形状最好具有某种凸性，如圆形、十字架形、方形等。
69.已知一个2X2的图片框的各方向投影如图所示，试求图片框内各像素的灰度值。
解：
70.请采用适当的方法去除下列左侧图片中的一些线段，使最后图片的效果如右图所示
选用如下结构元素，对左侧图片进行Opening，即先进行一次dilation，再进行一次erosion 操作即可。
1 0 0
1 0 0 0 1
71. 请用伪码或任意一种高级语言描述将一幅彩色图片转换为灰度（二值）图片的算法。
72. 已知某像素的RGB 值分别为：200，100，200，求转换为YUV 格式后的各值。
0.30.590.110.32000.591000.1120014120014159
20014159Y R G B U R Y V B Y =++=?+?+?=??=-=-=??=-=-=?
73. 简述同态增晰法及其原理
图像的同态增晰法属于图像频率域处理范畴，其作用也是对图像的灰度范围进行调整。其原理框图如图所示：
74. 试述典型的几何失真有哪几种，并绘出相应的示意图
典型的几何失真如图所示。
75. 试分析下列图像存在的质量问题，并提出相应的措施
图示噪声明显存在周期性，因此为典型的周期信号干扰噪声。要去除该周期性的干扰信号，可在频域内观察该噪声所在频率，并有针对性的进行带阻滤波去除噪声。
76. 请采用适当的方法使下列图片中只保留竖直方向的米粒
解:采用如图所示的结构元素
对原图进行Opening操作，即先进行一次dilation操作，再进行一次erosion 操作即可。
77.请采用适当方法提取下列图片中物体的轮廓边缘。
解：采用形态学变换为：
()
Y X X B
=-Θ的方式进行，其中结构元素、腐蚀结果和边缘提
取结果如下图所示：
78.图像编码中的两类基本方法：变换编码和预测编码
79.对于常见的大多数图像，相邻两个像素的差值的统计分布集中在零附近
80.简述4个邻域点和8个邻域点的平均，并用图示表示
4邻域平均是指用待求点的上、下、左、右的4个邻近点的灰度值的平均值替换待求点的灰度值。8邻域平均是指用待求点的周围8个邻近点的灰度值的平均值替换待求点的值
81.已知图像的灰度级{}
1,2,3,4,5,6,7,8
y y y y y y y y，出现的概率分别为：，，，，，，，。试进行哈夫曼
编码和香农编码
此题答案不唯一，只要是y1码长为1，y2、y3码长为3，y4、y5、y6码长为4，y7、y8码长为5且为非续长代码即可。
选择题
1、采用幂次变换进行灰度变换时，当幂次取大于1时，该变换是针对如下哪一类图像进行增强。
（ B ）
A 图像整体偏暗
B 图像整体偏亮
C图像细节淹没在暗背景中 D图像同时存在过亮和过暗背景
2、图像灰度方差说明了图像哪一个属性。（ B ）
A 平均灰度
B 图像对比度
C 图像整体亮度 D图像细节
3、计算机显示器主要采用哪一种彩色模型（ A ）
A、RGB
B、CMY或CMYK
C、HSI
D、HSV
4、采用模板［-1 1］T主要检测（ A ）方向的边缘。
A.水平 C.垂直
5、下列算法中属于图象锐化处理的是：( C )
A.低通滤波
B.加权平均法
C.高通滤波
D. 中值滤波
6、维纳滤波器通常用于（ C ）
A、去噪
B、减小图像动态范围
C、复原图像
D、平滑图像
7、彩色图像增强时， C 处理可以采用RGB彩色模型。
A. 直方图均衡化
B. 同态滤波
C. 加权均值滤波
D. 中值滤波
8、__B__滤波器在对图像复原过程中需要计算噪声功率谱和图像功率谱。
A. 逆滤波
B. 维纳滤波
C. 约束最小二乘滤波
D. 同态滤波
9、高通滤波后的图像通常较暗，为改善这种情况，将高通滤波器的转移函数加上一常数量以便
引入一些低频分量。这样的滤波器叫 B 。
A. 巴特沃斯高通滤波器
B. 高频提升滤波器
C. 高频加强滤波器
D. 理想高通滤波器
10、图象与灰度直方图间的对应关系是 B __
A.一一对应
B.多对一
C.一对多
D.都不
三、判断题
1、马赫带效应是指图像不同灰度级条带之间在灰度交界处存在的毛边现象（√）
2、高斯低通滤波器在选择小的截止频率时存在振铃效应和模糊现象。（×）理想低通
3、均值平滑滤波器可用于锐化图像边缘。（×）平滑
4、高频加强滤波器可以有效增强图像边缘和灰度平滑区的对比度。（√）
5、图像取反操作适用于增强图像主体灰度偏亮的图像。（×）较暗
6、彩色图像增强时采用RGB模型进行直方图均衡化可以在不改变图像颜色的基础上对图像的亮
度进行对比度增强。（×）加权均值滤波
7、变换编码常用于有损压缩。（√）
8、同态滤波器可以同时实现动态范围压缩和对比度增强。（√）
9、拉普拉斯算子可用于图像的平滑处理。（×）均值平滑滤波器
10、当计算机显示器显示的颜色偏蓝时，提高红色和绿色分量可以对颜色进行校正。（√）
2、对下列信源符号进行Huffman编码，并计算其冗余度和压缩率。（10分）
解：霍夫曼编码：
a5
霍夫曼化简后的信源编码：
从最小的信源开始一直到原始的信源
编码的平均长度：
压缩率：1
3
1.364
2.2
R
avg
n
C
L
==≈
冗余度：
11
110.2669
1.364
D
R
R
C
=-=-≈
(0.4)(1)(0.3)(2)(0.1)3(0.1)(4)(0.06)(5)(0.04)(5) 2.2/
avg
L bit =+++++=
（）符号
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
数字图像处理 课程设计报告
数字图像处理 课程设计报告 姓名： 学号： 班级： 设计题目：图像处理 教师：赵哲老师 提交日期： 12月29日
一、设计内容： 主题：《图像处理》 详细说明：对图像进行处理（简单滤镜，模糊，锐化，高斯模糊等），对图像进行处理（上下对称，左右对称，单双色显示，亮暗程度调整等），对图像进行特效处理（反色，实色混合，色彩平衡，浮雕效果，素描效果，雾化效果等）， 二、涉及知识内容： 1、二值化 2、各种滤波 3、算法等 三、设计流程图 四、实例分析及截图效果： 运行效果截图： 第一步：读取原图,并显示 close all;clear;clc; % 清楚工作窗口clc 清空变量clear 关闭打开的窗口close all I=imread(''); % 插入图片赋给I imshow(I);% 输出图I I1=rgb2gray(I);%图片变灰度图 figure%新建窗口 subplot(321);% 3行2列第一幅图 imhist(I1);%输出图片
title('原图直方图');%图片名称 一，图像处理模糊 H=fspecial('motion',40); %% 滤波算子模糊程度40 motion运动 q=imfilter(I,H,'replicate');%imfilter实现线性空间滤波函数，I图经过H滤波处理，replicate反复复制q1=rgb2gray(q); imhist(q1); title('模糊图直方图'); 二，图像处理锐化 H=fspecial('unsharp');%锐化滤波算子，unsharp不清晰的 qq=imfilter(I,H,'replicate'); qq1=rgb2gray(qq); imhist(qq1); title('锐化图直方图'); 三，图像处理浮雕(来源网络) %浮雕图 l=imread(''); f0=rgb2gray(l);%变灰度图 f1=imnoise(f0,'speckle',; %高斯噪声加入密度为的高斯乘性噪声 imnoise噪声污染图像函数 speckle斑点 f1=im2double(f1);%把图像数据类型转换为双精度浮点类型 h3=1/9.*[1 1 1;1 1 1;1 1 1]; %采用h3对图像f2进行卷积滤波 f4=conv2(f1,h3,'same'); %进行sobel滤波 h2=fspecial('sobel'); g3=filter2(h2,f1,'same');%卷积和多项式相乘 same相同的 k=mat2gray(g3);% 实现图像矩阵的归一化操作 四，图像处理素描(来源网络) f=imread(''); [VG,A,PPG] = colorgrad(f); ppg = im2uint8(PPG); ppgf = 255 - ppg; [M,N] = size(ppgf);T=200; ppgf1 = zeros(M,N); for ii = 1:M for jj = 1:N if ppgf(ii,jj) 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： 电子科技大学 数字图像处理课程设计 课题名称数字图像处理 院（系）通信与信息工程学院 专业通信工程 姓名 学号 起讫日期 指导教师 2015年12月15日 目录 摘要： (03) 课题一：图像的灰度级分辨率调整 (04) 课题二：噪声的叠加与频域低通滤波器应用 (06) 课题三：顶帽变换在图像阴影校正方面的应用 (13) 课题四：利用Hough变换检测图像中的直线 (15) 课题五：图像的阈值分割操作及区域属性 (20) 课题六：基于MATLAB?的GUI程序设计 (23) 结束语： (36) 参考文献： (37) 基于MATLAB?的数字图像处理课题设计 摘要 本文首先对数字图像处理的相关定义、概念、算法与常用变换进行了介绍；并通过七个课题实例，借助MATLAB?的图像处理工具箱（Computer Vision System Toolbox）对这些案例逐一实现，包括图像的灰度值调整、图像噪声的叠加、频域低通滤波器、阈值分割、Hough变换等，常用的图像变化与处理；然后通过MATLAB?的GUI程序设计，对部分功能进行模块化整合，设计出了数字图像处理的简易软件；最后给出了软件的帮助文件以及该简易程序的系统结构和m代码。 关键词：灰度值调整噪声图像变换 MATLAB? GUI设计 课题一：图像的灰度级分辨率调整 设计要求： 128,64,32,16,8,4,2，并在同一个figure窗将图像的灰度级分辨率调整至{} 口上将它们显示出来。 设计思路： 灰度级分辨率又称色阶，是指图像中可分辨的灰度级的数目，它与存储灰度级别所使用的数据类型有关。由于灰度级度量的是投射到传感器上的光辐射值的强度，所以灰度级分辨率又称为辐射计量分辨率。随着图像灰度级分辨率的的逐渐降低，图像中所包含的颜色数目将变得越来越少，从而在颜色维度造成图像信息量的退化。 MATLAB?提供了histeq函数用于图像灰度值的改变，调用格式如下： J = histeq(I,n) 其中J为变换后的图像，I为输入图像，n为变换的灰度值。依次改变n的值为 128、64、32、16、8、4、2 就可以得到灰度值分辨率为128、64、32、16、8、4、2 的输出图像。利用MATLAB?的subplot命令可以将不同灰度的图像放在同一个figure中方便对比。 课题实现： 该思路的MATLAB?源代码如下： in_photo=imread('lena.bmp'); %读入图片“lena.bmp”，位置在matlab当前工作区路径下D:\TempProject\Matlab\Works for i = [128,64,32,16,8,4,2] syms(['out_photo',num2str(i)]); %利用for循环定义7个变量，作为不同灰度值分辨率的输出变量 eval(['out_photo',num2str(i), '=histeq(in_photo,i)',';']); %histeq函数用于改变图像灰度值，用eval函数给变量循环赋值 Exercise 3 https://www.360docs.net/doc/2416943272.html,e picture “Fig0401.tif” to do the following questions: ①Read the picture, and write down the Fourier transform program of it. >> f=imread('Fig0401.tif'); >> g=fft2(f); Warning: FFTN on values of class UINT8 is obsolete. Use FFTN(DOUBLE(X)) or FFTN(SINGLE(X)) instead. > In uint8.fftn at 10 In fft2 at 19 >> s=abs(g); >> imshow(s,[]) ②Use the function fftshift to center the spectrum. >> fc=fftshift(g); >> imshow(abs(fc),[]) ③Use logarithmic transformation to enhance the centered spectrum. >> s2=log(1+abs(fc)); >> imshow(s2,[]) ④Visualize the dealing results of step②and step③. 结果如上 2.Generate a filter function H ①Use function fspecial to generate a ‘laplacian’ spatial domain filter h >> h=fspecial('laplacian',0.5) h= 0.3333 0.3333 0.3333 0.3333 -2.6667 0.3333 0.3333 0.3333 0.3333 ②Use function freqz2 to convert the spatial domain filter h to frequency domain filter H. >>h= freqz2(h); 数字图像处理课程设计报告 目录 一．实验目的 (3) 二．实验内容............ ................... . (3) 1.打开图像 (3) (1)、图像信息获取 (3) (2). RgbtoHsi(&rgb, &Hsi) (4) (3).OnMouseMove(UINT nFlags, CPoint point) (4) 2．标记Mark点 (5) (1)标记可能的点 (5) (2)把可能标记的点变为标记点 (5) (3) EdgeIformation边缘标记 (6) (4)EdgeFilter边缘滤波 (6) 3.二值化 (7) 4.填洞 (8) 5收缩 (10) 6获取中心点 (11) 三．学习心得 1.错误总结 (16) 2.心得体 会 (17) 一．实验目的： 对血液细胞切片图片进行各种处理，最终得出细胞的数目、半径等信息 基于vc的红细胞识别统计系统设计 它主要以病人的血液样本为原始数据。经过一系列的图像处理和分析，识别出血液中的红细胞，并能给出红细胞的个数。而得到红细胞的个数以后，通过血液量的检测，就可以得出血液中红细胞的密度。该系统可以很方便的利用在临床上，大大提高速度和效率。 二、实验内容 基于VC++6.0软件下的细胞识别，通过细胞的标记、二值化、提取边缘、填洞、收缩、找中心点、计数等过程完成实验目的 1 . 打开图像 （1）图像信息获取 该步骤实现的功能是打开bmp格式的图像文件，要对图像进行操作，系统必须能调用图像。 打开bmp图像的具体步骤为 1.新建项目：--MFC AppWizard、工程名 2.拷贝cdib.h，cdib.cpp到工程文件夹，再向工程里添加 3.~Doc.h添加变量：m_pDib 4.~doc.cpp:变量（m_pDib）：new、delete 5.~doc.cpp: Serialize（） 6.~View.cpp: OnDraw() m_pDib->Draw() 2．RgbtoHsi(&rgb, &Hsi) 《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； 研究性实验五 一、实验说明： 一个用瓶子装各种工业化学品的装瓶公司听说你成功解决了成像问题，并雇佣你设计一种检测瓶子未装满的方法。当瓶子在传送带上运动，并通过自动装填机和封盖机进行包装时有如下图所示的情景。当液体平面低于瓶颈底部和瓶子肩部的中间点时，认为瓶子未装满。瓶子的横断面上的倾斜部分及侧面定义为瓶子的肩部。瓶子在不断移动，但公司有一个图像系统，装备了有效捕捉静止图像的前端闪光照明设备。所以你可以得到非常清晰的图像。基于以上你得到的资料，提出一个检测未完全装满的瓶子的解决方案。清楚地表述你做的所有设想和很可能对你提出的解决方案产生影响的假设。 二、实验思路分析： 三、实验步骤 步骤一：读入原始图像 步骤二：将图像进行二值化处理 BW = im2bw(I,0.7); 由于原始图像中白色比较明显，瓶身的颜色和背景比较相近，所以直接进行二值化处理，将未装满液体的信息提取出来。 步骤三：将图像聚类后进行连通域的膨胀。 将图像二值化后发现图中存在噪声，选择将图像进行模糊膨胀后再二值化处理，从而去掉小连通域的干扰。 步骤四：重新二值化膨胀后的图像 步骤五：标记连通域，并统计每个连通域的面积。 经统计得到从左到右的连通域面积分别为3495 4398 11212 4398 2573，限定范围，可知11212对应的连通域所对应的瓶子是不符合要求的。 四、实验代码 功能：找出图像中灌装不合格的瓶子。 说明：（1）输入的图像必须是灰度图，否则需要将之格式转换。 （2）图像处理的步骤是：①对灰度图像glass.jpg进行二值化，②进行形态学处理， ③计算白色连通区域的面积和质心等，④通过判断质心的坐标和未装灌的面积得出是否合格。图像处理后五个白色区域面积为： [2374, 2739, 8381, 2739, 1660;] 五个质心的坐标数据： [20.6251,48.0434,138.6046,46.6575,256.2667,84.9748,376.6046,46.6575,484.6181,47.9084;] 通过没有装灌部分的面积大于2900来判定装灌不合格，两个合格的值为2739，其余未照全的部分判断还可以 根据其质心判断，合格的瓶子为46.6575,坐标过大也不合格，这里取50。 源代码： clear all; close all; T = 200; % 全局阈值200时效果要好一些，手动选出的值 %step1 读取和显示原始图像，显示原始图像的直方图 picOP = imread('glass.jpg'); % 读入图像 figure,imshow(picOP),title('原始灰度图像'); % 显示图像 figure, imhist(picOP), title('原始灰度图像直方图'); % 显示原始图像的直方图 % step2 转化为二值图像 picB = picOP; % 复制灰度图像到picB picBW = im2bw(picB,T/255); % 采用全局阈值进行灰度图像转变为二值图像 figure,imshow(picBW),title('全局阈值下二值图像'); % 显示二值图像 % step3 进行形态学操作，转化为有利于处理的图像 picMORPHOLOGY = picBW ; % 复制准备形态学处理 se = strel('square',10); % 结构化元素 fo = imopen(picMORPHOLOGY,se); % 开操作 figure,imshow(fo),title('开运算之后图像'); % 输出开运算之后图像 % step4 计算出各个白色连通区域（未装灌区域）面积和质心坐标 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 上海理工大学 计算机工程学院 实验报告 实验名称红细胞数目统计课程名称数字图像处理 姓名王磊学号0916020226 日期2012-11-27 地点图文信息中心成绩教师韩彦芳 一、设计内容： 主题：《红细胞数目检测》 详细说明：读入红细胞图片，通过中值滤波，开运算，闭运算，以及贴标签等方法获得细胞个数。 二、现实意义： 细胞数目检测在现实生活中的意义主要体现在医学上的作用，可通过细胞数目的检测来查看并估计病人或动物的血液中细胞数，如估测血液中红细胞、白细胞、血小板、淋巴细胞等细胞的数目，同时也可检测癌细胞的数目来查看医疗效果，根据这一系列的指标来对病人或动物进行治疗，是具有极其重要的现实作用的。 三、涉及知识内容： 1、中值滤波 2、开运算 3、闭运算 4、二值化 5、贴标签 四、实例分析及截图效果： （1）代码如下： 1、程序中定义图像变量说明 （1）Image--------------------------------------------------------------原图变量; （2）Image_BW-------------------------------------------------------值化图象; （3）Image_BW_medfilt-------------------------中值滤波后的二值化图像; （4）Optimized_Image_BW---通过“初次二值化图像”与“中值滤波后的二值化图像”进行“或”运算优化图像效果； （5）Reverse_Image_BW--------------------------优化后二值化图象取反；（6）Filled_Image_BW----------------------已填充背景色的二进制图像；（7）Open_Image_BW--------------------------------------开运算后的图像； 2、实现代码： %-------图片前期处理------------------- %第一步：读取原图,并显示 A = imread('E:\红细胞3.png'); Image=rgb2gray(A); %RGB转化成灰度图 figure,imshow(Image); title('【原图】'); %第二步：进行二值化 Theshold = graythresh(Image); %取得图象的全局域值 Image_BW = im2bw(Image,Theshold); %二值化图象 figure,imshow(Image_BW); title('【初次二值化图像】'); %第三步二值化图像进行中值滤波 Image_BW_medfilt= medfilt2(Image_BW,[13 13]); figure,imshow(Image_BW_medfilt); title('【中值滤波后的二值化图像】'); %第四步：通过“初次二值化图像”与“中值滤波后的二值化图像”进行“或”运算优化图像效果 Optimized_Image_BW = Image_BW_medfilt|Image_BW; figure,imshow(Optimized_Image_BW); title('【进行“或”运算优化图像效果】'); %第五步：优化后二值化图象取反，保证：‘1’-〉‘白色’，‘0’-〉‘黑色’ %方便下面的操作 Reverse_Image_BW = ~Optimized_Image_BW; figure,imshow(Reverse_Image_BW); title('【优化后二值化图象取反】'); 实验二灰度直方图及直方图均衡化 一、 实验目的： 1、直方图显示 2、计算并绘制图像直方图 3、直方图均衡化二、实验内容 学习使用函数 imhist(, histeq(, bar(, stem(, plot(, imadjust(，及 title, axis, set 等描述图像工具。 1、直方图显示 显示图 Fig0354(a(einstein_orig.tif，标注图的题目为：EINSTEIN ，作出其直方图，调整参数如下图所示： EINSTEIN 4 2、分别用 bar 和 stem 函数显示直方图 由 h=imhist( 获得直方图；分别用 bar 和 stem 显示直方图 h ，并通过参数调整，改变直方图的显示方式。用 axis 设置轴的最大、最小值（例如：axis([0 255 0 15000];），用 set 设置显示坐标的间隔（例如：set(gca,’xtick ’, 0:50:255）。作出如下的直方图： 00 50 100 150 200 250 3、用 plot 函数显示直方图要求同 2. 12000 1000080006000400020000 0 50 100 150 200 250 300 4、用 imadjust( 函数调整图像对比度，并用 imhist( 查看调整前后直方图的变化。 3 . 2 . 1 . 0 . 4 5、用 histeq( 进行直方图均衡化，并用 imhist( 查看均衡化前后直方图的变化。 4 三、实验要求 将本实验的 10 个图用 MATLAB 显示到屏幕上。程序： i=imread('Fig0354(a(einstein_orig.tif'; imshow(i; title('EINSTEIN'; figure; imhist(i; title('直方图'; 课程设计报告书 课程名称：数字图像处理 题目：数字图像处理的傅里叶变换 学生姓名： 专业：计算机科学与技术 班别：计科本101班 学号： 指导老师： 日期：2013 年06 月20 日 数字图像处理的傅里叶变换 1.课程设计目的和意义 (1)了解图像变换的意义和手段 (2)熟悉傅里叶变换的基本性质 (3)热练掌握FFT的方法反应用 (4)通过本实验掌握利用MATLAB编程实现数字图像的傅里叶变换 通过本次课程设计，掌握如何学习一门语言，如何进行资料查阅搜集，如何自己解决问题等方法，养成良好的学习习惯。扩展理论知识，培养综合设计能力。 2.课程设计内容 (1)熟悉并掌握傅立叶变换 (2)了解傅立叶变换在图像处理中的应用 (3)通过实验了解二维频谱的分布特点 (4)用MATLAB实现傅立叶变换仿真 3.课程设计背景与基本原理 傅里叶变换是可分离和正交变换中的一个特例，对图像的傅里叶变换将图像从图像空间变换到频率空间，从而可利用傅里叶频谱特性进行图像处理。从20世纪60年代傅里叶变换的快速算法提出来以后，傅里叶变换在信号处理和图像处理中都得到了广泛的使用。 3.1课程设计背景 数字图像处理（Digital Image Processing）又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。 3.2 傅里叶变换 (1)应用傅里叶变换进行数字图像处理 数字图像处理（digital image processing）是用计算机对图像信息进行处理的一门技术，使利用计算机对图像进行各种处理的技术和方法。 ? ??20世纪20年代，图像处理首次得到应用。20世纪60年代中期，随电子计算机的发展得到普遍应用。60年代末，图像处理技术不断完善，逐渐成为一个新兴的学科。利用数字图像处理主要是为了修改图形，改善图像质量，或是从图像中提起有效信息，还有利用数字图像处理可以对图像进行体积压缩，便于传输和保存。数字图像处理主要研究以下内容：傅立叶变换、小波变换等各种图像变换；对图像进行编码和压缩；采用各种方法对图像进行复原和增强；对图像进行分割、描述和识别等。随着技术的发展，数字图像处理主要应用于通讯技术、宇宙探索遥感技术和生物工程等领域。 傅里叶变换在数字图像处理中广泛用于频谱分析，傅里叶变换是线性系统分析的一个有力工具，它使我们能够定量地分析诸如数字化系统，采样点，电子放大器，卷积滤波器，噪声，显示点等地作用（效应）。傅里叶变换（FT）是数字图像处理技术的基础，其通过在时空域和频率域来回切换图像，对图像的信息特征进行提取和分析，简化了计算工作量，被喻为描述图像信息的第二种语言，广泛应用于图像变换，图像编码与压缩，图像分割，图像重建等。因此，对涉及数字图像处理的工作者，深入研究和掌握傅里叶变换及其扩展形式的特性，是很有价值得。 (2)关于傅里叶（Fourier）变换 在信号处理中，傅里叶变换可以将时域信号变到频域中进行处理，因此傅里叶变换在信号处理中有着特殊重要的地位。 傅里叶变换能将满足一定条件的某个函数表示成三角函数（正弦和/或余弦函数）或者它们的积分的线性组合。在不同的研究领域，傅里叶变换具有多种不同的变体形式，如连续傅里叶变换和离散傅里叶变换。傅里叶变换属于谐波分析。傅里叶变换的逆变换容易求出,而且形式与正变换非常类似；正弦基函数是微分运算的本征函数,从而使得线性微分方程的求解可以转化为常系数的代数方程的求解.在线性时不变的物理系统内,频率是个不变的性质,从而系统对于复杂激励的响应可以通过组合其对不同频率正弦信号 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) 目录 实验一：数字图像的基本处理操作....................................................................... 错误!未定义书签。：实验目的 .............................................................................................................. 错误!未定义书签。：实验任务和要求..................................................................................................... 错误!未定义书签。：实验步骤和结果..................................................................................................... 错误!未定义书签。：结果分析................................................................................................................. 错误!未定义书签。实验二：图像的灰度变换和直方图变换............................................................... 错误!未定义书签。：实验目的 .............................................................................................................. 错误!未定义书签。：实验任务和要求..................................................................................................... 错误!未定义书签。：实验步骤和结果..................................................................................................... 错误!未定义书签。：结果分析................................................................................................................. 错误!未定义书签。实验三：图像的平滑处理....................................................................................... 错误!未定义书签。：实验目的 .............................................................................................................. 错误!未定义书签。：实验任务和要求..................................................................................................... 错误!未定义书签。：实验步骤和结果..................................................................................................... 错误!未定义书签。：结果分析................................................................................................................. 错误!未定义书签。实验四：图像的锐化处理......................................................................................... 错误!未定义书签。：实验目的 .............................................................................................................. 错误!未定义书签。：实验任务和要求..................................................................................................... 错误!未定义书签。：实验步骤和结果..................................................................................................... 错误!未定义书签。：结果分析................................................................................................................. 错误!未定义书签。数字图像处理实验 实验二
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