《数字图像处理》试题及答案
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
数字图像处理知
数字图像处理知识点总结
数字图像处理知识点总结 第一章导论 1.图像：对客观对象的一种相似性的生动性的描述或写真。 2.图像分类：按可见性（可见图像、不可见图像），按波段数（单波段、多波段、超波段）， 按空间坐标和亮度的连续性（模拟和数字）。3.图像处理：对图像进行一系列操作，以到达预期目的的技术。 4.图像处理三个层次：狭义图像处理、图像分析和图像理解。 5.图像处理五个模块：采集、显示、存储、通信、处理和分析。 第二章数字图像处理的基本概念 6.模拟图像的表示：f(x，y)＝i(x，y)×r(x，y)，照度分量0 称为采样。采样间隔和采样孔径的大小是两个 很重要的参数。采样方式:有缝、无缝和重叠。 9.将像素灰度转换成离散的整数值的过程叫量化。 10.表示像素明暗程度的整数称为像素的灰度级（或灰度值或灰度）。 11.数字图像根据灰度级数的差异可分为：黑白图像、灰度图像和彩色图像。 12.采样间隔对图像质量的影响：一般来说，采样间隔越大，所得图像像素数越少，空间分 辨率低，质量差，严重时出现像素呈块状的国际棋盘效应；采样间隔越小，所得图像像素数越多，空间分辨率高，图像质量好，但数据量大。13.量化等级对图像质量的影响：量化等级越多，所得图像层次越丰富，灰度分辨率高，图 像质量好，但数据量大；量化等级越少，图像层次欠丰富，灰度分辨率低，会出现假轮廓现象，图像质量变差，但数据量小。但在极少数情况下对固定图像大小时，减少灰度级能改善质量，产生这种情况的最可能原因是减少灰度级一般会增加图像的对比度。例如对细节比较丰富的图像数字化。 第二章习题 2. 3，1 单项选择题 [1 1适合在传输介质上传输的对象是( D )。 A．信息 B．数据(C．信号 D．二进制数 [2] 。 [3]利用一根同轴电缆互连主机构建以太网，则主机间的通信方式为( C )。 A．全双工 B．半双工 C．单工 D．不确定 [4] 一个1Mbps的网卡将1000比特数据全部发送到传输线上需要( D ). A Is B． C. D. [5]E1标准采用的复用方式是( A )。 A．同步时分复用 B．统计时分复用 C．频分复用 D．码分多址 [61若采用同步TDM方式通信，为了区分不同数据源的数据，发送端应该采取的措施是( C )。A．在数据中加上数据源标识 B。在数据中加上时间标识 C．各数据源使用固定时间片 D．各数据源使用随机时间片 [7]若采用同步TDM方式通信，接收端要将信号解复用，接收数据时要按照( B )。 A．时间片上的目的地址 B．数据上的时间标识 C．数据上的数据源标识 D．与源端相同的时间顺序 [8] 若采用统计TDM方式通信，只有当数据源有数据发送时才分配时间片，并在时间片中( )。A．仅附加发送信道序号 B．仅附加接收信道序号 C．附加发送信道序号和接收信道D．无须附加信息 [9]交换机采用的多路复用方式是( )。 A．同步TDM B．统计TDM C．FDM D．WDM [10]现有16路光信号通过过波分复用系统复用到一根光纤上，每条支路的速率为2. 5Gbps，则复用后的速率为( D )。 A. 2. 5Gbps B. lOGbps C. 20Gbps D. 40Gbp [11]传统的模拟电视系统采用的复用方式是( C )。 A．同步TDM B．统计TDM C．FDM D．WDM [12]当对数据率不同的多路信号采用同步TDM方式复用时，通常采用的技术是( )。 A．脉冲填充 B．压缩时隙 C．降低数据率 D．限制数据源 [13] 与同步TDM相比，统计TDM需要解决的特殊殊问题是( A )。 A．性能问题B．线路利用率问题 C．成帧与同步 D．差错控制 [17] 数据通信系统中发送装置的主要功功能是( D )。 A．将信号从信源发送到信宿 B．将信源的数据转发到传输介质上 C．将模拟信号转变成数字信号 D．产生适合在传输系统中传输的信号 [18] 在数据通信系统中，发送装置的作用一般不包括( C )。 A．调制信号 B．适配电压 k C．检错和纠错 D．暂存数据 [19] 以下为数字数据的是( D )。 A．声音 B．电视视频 C．气压值 D。硬盘保存的图像文件 [20] 传输计算机内的文件可用的信号形式有( )。 A．微波信号 B．脉冲信号 C．红外线信号 D．A、B、C都可以 [21] 下面说法正确的是( )。 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： 计算机基础知识参考试题及答案解析 一、单选题 1．下列叙述中，正确的是 A）计算机的体积越大，其功能越强 B）CD－ROM的容量比硬盘的容量大 C）存储器具有记忆功能，故其中的信息任何时候都不会丢失 D）CPU是中央处理器的简称 【答案】D） 【解析】中央处理器：Central Processing Unit，缩写为CPU，主要包括运算器（ALU）和控制器（CU）两大部件。 2．下列字符中，其ASCII码值最小的一个是（）。 A）控制符 B）9 C）A D）a 【答案】A） 【解析】在ASCII码表中，根据码值由小到大的排列顺序是：控制符、数字符、大写英文字母、小写英文字母。 3．一条指令必须包括 A）操作码和地址码B）信息和数据 C）时间和信息D）以上都不是 【答案】A） 【解析】一条指令就是对计算机下达的命令，必须包括操作码和地址码（或称操作数）两部分。前者指出该指令完成操作的类型，后者指出参与操作的数据和操作结果存放的位置。 4．以下哪一项不是预防计算机病毒的措施？ A）建立备份B）专机专用 C）不上网D）定期检查 【答案】C） 【解析】网络是病毒传播的最大来源，预防计算机病毒的措施很多，但是采用不上网的措施显然是防卫过度。 5．计算机操作系统通常具有的5大功能是（）。 A）CPU的管理、显示器管理、键盘管理、打印机管理和鼠标器管理 B）硬盘管理、软盘驱动器管理、CPU的管理、显示器管理和键盘管理 C）CPU的管理、存储管理、文件管理、设备管理和作业管理 D）启动、打印、显示、文件存取和关机 【答案】 C） 【解析】计算机操作系统通常具有的5大功能是CPU的管理、存储管理、文件管理、设备管理和作业管理。 6．微机上广泛使用的Windows2000是（）。 A）多用户多任务操作系统 B）单用户多任务操作系统 C）实时操作系统 D）多用户分时操作系统 【答案】B） 【解析】Microsoft公司开发的DOS是一单用户单任务系统，而Windows操作系统则是一单用户多任务系统，经过十几年的发展，已从Windows 发展到目前的Windows NT、Windows 2000、Windows XP和Vista。 7．为了提高软件开发效率，开发软件时应尽量采用（）。 A）汇编语言 B）机器语言 C）指令系统 D）高级语言 【答案】D） 【解析】高级语言的使用，大大提高了编写程序的效率，改善了程序的可读性。 8．CPU能够直接访问的存储器是 A）软盘B）硬盘 C）RAM D）CD－ROM 【答案】C） 【解析】 CPU读取和写入数据都是通过内存来完成的。 9．下列各存储器中，存取速度最快的一种是（）。 A）Cache B）动态RAM（DRAM） C）CD-ROM D）硬盘 【答案】A） 【解析】所谓Cache，即高速缓冲存储器，是位于CPU和主存储器DRAM（Dynamic RAM）之间的规模较小的但速度很高的存储器，通常由SRAM组成。 10．SRAM指的是（）。 A）静态随机存储器 B）静态只读存储器 院系：计算机科学学院 专业：计算机科学与技术 年级： 09级 课程名称：数字图像处理 组号： 25组 指导教师：孙阳光 学号： 姓名： 2012 年 6 月 13 日 年 级 班号学号 专 业 姓名实 验名称MATLAB图像处理编程基础 实验 类型 设计型综合型创新型 √ 实验目的或要求加深对数字图像处理理论课程的理解，进一步熟悉数字图像处理课程的相关算法和原理选择一副图像，叠加椒盐噪声，分别用邻域平均法和中值滤波法对该图像进行滤波，显示滤波后的图像，比较和分析各滤波器的效果。 选择一副图像，叠加零均值高斯噪声，设计一种处理方法，既能去噪声，又能保持边缘清晰。 实验原理（算法流程图或者含注释的源代码）二、算法原理 平滑滤波器用滤波模板确定的领域内象素的平均灰度值去代替图像中的每一个像素点的值，这种处理减少了图像灰度的“尖锐”变化,常称为邻域平均法。邻域平均法有力地抑制了噪声，同时也引起了模糊，模糊程度与邻域半径成正比。 中值滤波法是一种非线性平滑技术，它将每一象素点的灰度值设置为该点某邻域窗口内的所有象素点灰度值的中值.中值滤波法对消除椒盐噪音非常有效。 图像平滑往往使图像中的边界、轮廓变得模糊，为了减少这类不利效果的影响，这就需要利用图像锐化技术，使图像的边缘变的清晰。图像锐化处理的目的是为了使图像的边缘、轮廓线以及图像的细节变的清晰。 三、Matlab代码 1: I = imread('eight.tif'); J = imnoise(I,'salt & pepper',0.02); subplot(231); imshow(I);title('原图象'); subplot(232); imshow(J);title('添加椒盐噪声图象'); k1 = filter2(fspecial('average', 3), J); k2 = filter2(fspecial('average', 5), J); k3 = filter2(fspecial('average', 7), J); k4 = filter2(fspecial('average', 9), J); subplot(233); imshow(uint8(k1));title('3×3模板平滑滤波'); subplot(234); imshow(uint8(k2));title('5×5模板平滑滤波'); subplot(235); imshow(uint8(k3));title('7×7模板平滑滤波'); subplot(236); imshow(uint8(k4));title('9×9模板平滑滤波'); I = imread('eight.tif'); J = imnoise(I,'salt & pepper',0.02); subplot(231); imshow(I);title('原图象'); subplot(232); imshow(J);title('添加椒盐噪声图象'); k1 = medfilt2(J); k2 = medfilt2(J,[5,5]); k3 = medfilt2(J,[7,7]); k4 = medfilt2(J,[9,9]); subplot(233); imshow(k1);title('3×3模板中值滤波'); subplot(234); imshow(k2);title('5×5模板中值滤波'); subplot(235); imshow(k3);title('7×7模板中值滤波'); subplot(236); imshow(k4);title('9×9模板中值滤波'); 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 2015 年全国硕士研究生入学统一考试 计算机学科专业基础综合试题 一、单项选择题：140 小题，每小题 2 分，共 80 分。下列每题给出的四个选项中，只 有一个选项符合题目要求。请在答题卡上将所选项的字母涂黑。 1．已知程序如下： int s(int n) { return (n<=0) ? 0 : s(n-1) +n; } void main() { cout<< s(1); } 程序运行时使用栈来保存调用过程的信息，自栈底到栈顶保存的信息一次对应的是 A ． main()->S(1)->S(0) B． S(0)->S(1)->main() C． main()->S(0)->S(1) D ． S(1)->S(0)->main() 2．先序序列为a,b,c,d 的不同二叉树的个数是 A．13 B．14 C．15 D．16 3．下列选项给出的是从根分别到达两个叶节点路径上的权值序列，能属于同一棵哈夫曼树的是 A ． 24， 10，5 和 24，10， 7 C．24， 10，10 和 24， 14， 11 4．现在有一颗无重复关键字的平衡二叉树B． 24， 10， 5 和 24， 12， 7 D． 24，10， 5 和 24， 14， 6 （AVL 树） ,对其进行中序遍历可得到一个降 序序列。下列关于该平衡二叉树的叙述中，正确的是 A ．根节点的度一定为 2 C．最后插入的元素一定是叶节点B．树中最小元素一定是叶节点 D ．树中最大元素一定是无左子树 5．设有向图 G=(V,E)，顶点集 V={V 0,V 1,V 2,V 3} ，边集 E={ 信息工程学院实验报告 课程名称：数字图像处理 实验项目名称：数字图像处理的基础实验时间：班级：姓名：学号： 实验目的: 1.通过本次实验熟悉matlab语言 2.学会对图像的放大缩小处理 实验环境: Matlab软件 实验内容及过程: 1.数字图像采样过程 （1）实现图像4倍、16倍的减采样（缩小） 最简单的是减小一半，这样只需取原图的偶（奇）数行和偶（奇）数列构成新的图像。 （2）实现图像4倍、16倍的增采样（放大） 如果需要将原图像放大k*k倍，则将一个像素值添在新图像的k*k的子块中。 注意：减采样或者增采样过程可以使用灰度图像或者彩色图像。编程时候要特别注意灰度图像的数据是2维的，彩色图像的数据是3维的。 2. 数字图像灰度级变换过程 （1）将一幅彩色图像转换为256级灰度图像； （2）将一幅256级灰度图像分别转换为64级、16级、8级、2级灰度图像。 实验结果及分析： 1.数字图像采样过程 （1）实现图像4倍、16倍的减采样（缩小）设计程序 function Iw = resample(I,m) [a,b] = size(I); aa = floor(a/m); bb = floor(b/m); Iw=zeros(aa,bb); for i=1:aa for j=1:bb Iw(i,j)=I(m*(i-1)+1,m*(j-1)+1); end end Iw=uint8(Iw); clc;clear; close all; I=imread('cameraman.tif'); m=4; Iw=resample(I,m); imshow(I); imshow(Iw); n=16; Iw2=resample(I,n); figure:imshow(Iw2); figure:imshow(I); 实验结果 （2）实现图像4倍、16倍的增采样（放大） function Iw = resample2(I,m) [a,b] = size(I); for i=1:a for j=1:b Iw(m*i,m*j)=I(i,j); end end Iw=uint8(Iw);clc; clear; close all; I=imread('cameraman.tif'); m=4; Iw=resample2(I,m); imshow(I); imshow(Iw); figure:imshow(I); 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 第1章计算机基础 选择题 1.1 计算机概述 [1]. 下列说法中，错误的是________。C [A]集成电路是微电子技术的核心[B]硅是制造集成电路常用的半导体材料 [C]现代集成电路制造技术已经用砷化镓取代了硅[D]微处理器芯片属于超大规模集成电路 [2]. 可以从不同角度给集成电路分类，按照集成电路的________可将其分为通用集成电路和专用集成电路两类。D [A]晶体管数目[B]晶体管结构和电路[C]工艺[D]用途 [3]. 下列关于集成电路的叙述错误的是________。D [A]将大量晶体管、电阻及互连线等制作在尺寸很小的半导体单晶片上就构成集成电路。 [B]现代集成电路使用的半导体材料通常是硅或砷化镓。 [C]集成电路根据它所包含的晶体管数目可分为小规模、中规模、大规模、超大规模和极大规模集成电路。 [D]集成电路按用途可分为通用和专用两大类。微处理器和存储器芯片都属于专用集成电路。 [4]. 关于集成电路（IC），下列说法中正确的是________。C [A]集成电路的发展导致了晶体管的发明[B]中规模集成电路通常以功能部件、子系统为集成对象 [C]IC芯片是计算机的核心[D]数字集成电路都是大规模集成电路 [5]. 集成电路是现代信息产业的基础。目前PC机中CPU芯片采用的集成电路属于_______。D [A]小规模集成电路[B]中规模集成电路[C]大规模集成电路[D]超大规模和极大规模集成电路 [6]. 集成电路制造工序繁多，从原料熔炼开始到最终产品包装大约需要_______道工序。C [A]几[B]几十[C]几百[D]几千 [7]. Intel公司的创始人Gordon E.Moore 曾预测，单块集成电路的集成度平均每________左右翻一番C [A]半年[B]1年[C]1年半[D]2年半 [8]. 线宽是集成电路芯片制造中重要的技术指标，目前CPU芯片制造的主流技术中线宽为____。D [A]几个微米[B]几个纳米[C]几十个微米[D]几十个纳米 [9]. 下列关于IC卡的叙述中，错误的是_________。D [A]IC卡按卡中镶嵌的集成电路芯片不同可分为存储器卡和CPU卡 [B]IC卡按使用方式不同可分为接触式IC卡和非接触式IC卡 数字图像处理 数字图像处理方法的研究源于两个主要应用领域:其一是为了便于人们分析而对图像信息进行改进:其二是为使机器自动理解而对图像数据进行存储、传输及显示。 从图像处理到计算机视觉这个连续的统一体内并没有明确的界线。然而,在这个连续的统一体中可以考虑三种典型的计算处理(即低级、中级和高级处理)来区分其中的各个学科。 低级处理涉及初级操作,如降低噪声的图像预处理,对比度增强和图像尖锐化。低级处理是以输入、输出都是图像为特点的处理。中级处理涉及分割(把图像分为不同区域或目标物)以及缩减对目标物的描述,以使其更适合计算机处理及对不同目标的分类(识别)。中级图像处理是以输入为图像,但输出是从这些图像中提取的特征(如边缘、轮廓及不同物体的标识等)为特点的。最后,高级处理涉及在图像分析中被识别物体的总体理解,以及执行与视觉相关的识别函数(处在连续统一体边缘)等。 图像获取是第一步处理。注意到获取与给出一幅数字形式的图像一样简单。通常,图像获取包括如设置比例尺等预处理。 图像增强是数字图像处理最简单和最有吸引力的领域。基本上,增强技术后面的思路是显现那些被模糊了的细节,或简单地突出一幅图像中感兴趣的特征。一个图像增强的例子是增强图像的对比度,使其看起来好一些。应记住,增强是图像处理中非常主观的领域。 图像复原也是改进图像外貌的一个处理领域。然而,不像增强,图像增强是主观的,而图像复原是客观的。在某种意义上说,复原技术倾向于以图像退化的数学或概率模型为基础。另一方面,增强以怎样构成好的增强效果这种人的主观偏爱为基础。 彩色图像处理已经成为一个重要领域,因为基于互联网的图像处理应用在不断增长。就使得在彩色模型、数字域的彩色处理方面涵盖了大量基本概念。在后续发展,彩色还是图像中感兴趣特征被提取的基础。 小波是在各种分辨率下描述图像的基础。特别是在应用中,这些理论被用于 《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； 第一章数字图像处理概论 *图像是对客观存在对象的一种相似性的、生动性的描述或写真。 *模拟图像 空间坐标和明暗程度都是连续变化的、计算机无法直接处理的图像 *数字图像 空间坐标和灰度均不连续的、用离散的数字（一般整数）表示的图像（计算机能处理）。是图像的数字表示，像素是其最小的单位。 *数字图像处理（Digital Image Processing） 利用计算机对数字图像进行（去除噪声、增强、复原、分割、特征提取、识别等）系列操作，从而获得某种预期的结果的技术。（计算机图像处理） *数字图像处理的特点（优势） （1）处理精度高，再现性好。（2）易于控制处理效果。（3）处理的多样性。（4）图像数据量庞大。（5）图像处理技术综合性强。 *数字图像处理的目的 （1）提高图像的视感质量，以达到赏心悦目的目的 a.去除图像中的噪声； b.改变图像的亮度、颜色； c.增强图像中的某些成份、抑制某些成份； d.对图像进行几何变换等，达到艺术效果； （2）提取图像中所包含的某些特征或特殊信息。 a.模式识别、计算机视觉的预处理 （3）对图像数据进行变换、编码和压缩，以便于图像的存储和传输。 **数字图像处理的主要研究内容 （1）图像的数字化 a.如何将一幅光学图像表示成一组数字，既不失真又便于计算机分析处理 b.主要包括的是图像的采样与量化 （2*）图像的增强 a.加强图像的有用信息，消弱干扰和噪声 （3）图像的恢复 a.把退化、模糊了的图像复原。模糊的原因有许多种，最常见的有运动模糊，散焦模糊等（4*）图像的编码 a.简化图像的表示，压缩表示图像的数据，以便于存储和传输。 （5）图像的重建 a.由二维图像重建三维图像（如CT） （6）图像的分析 a.对图像中的不同对象进行分割、分类、识别和描述、解释。 （7）图像分割与特征提取 a.图像分割是指将一幅图像的区域根据分析对象进行分割。 b.图像的特征提取包括了形状特征、纹理特征、颜色特征等。 （8）图像隐藏 a.是指媒体信息的相互隐藏。 b.数字水印。 c.图像的信息伪装。 （9）图像通信 计算机基础知识参考试题及答案解析1．1946年诞生的世界上公认的第一台电子计算机是（）。 A）UNIVAC－I B）EDVAC C）ENIAC D）IBM650 【答案】C） 【解析】1946年2月15日，人类历史上公认的第一台现代电子计算机在美国宾夕法尼 亚大学诞生，名称为ENIAC。 2．第一台计算机在研制过程中采用了哪位科学家的两点改进意见（）。 A）莫克利 B）冯?诺依曼 C）摩尔 D）戈尔斯坦 【答案】B） 【解析】众所周知，冯?诺依曼在发明电子计算机中起到关键性作用，他被西方人誉为 “计算机之父”，其两点改进意见：一是采用二进制运算；二是将指令和数据存储，由程序 控制计算机自动运行。 3．第二代电子计算机所采用的电子元件是（）。 A）继电器 B）晶体管 C）电子管 D）集成电路 【答案】B） 【解析】第二代（1958～1964年）是晶体管时代。IBM 7000系列是影响最大的第二代计算机的代表。 4．硬盘属于（）。 A）内部存储器 B）外部存储器 C）只读存储器 D）输出设备 【答案】B） 【解析】PC常用的外存是软磁盘（简称软盘）和硬磁盘（简称硬盘），此外光盘的使用 也越来越普及。 5．显示器的什么指标越高，显示的图像越清晰？（）。 A）对比度 B）亮度 C）对比度和亮度 D）分辨率 【答案】D） 【解析】分辨率指显示器所能表示的像素个数，像素越密，分辨率越高，图像越清晰． 6．下列的英文缩写和中文名字的对照中，正确的一个是（）。 A）URL——用户报表清单 B）CAD——计算机辅助设计 C）USB——不间断电源D）RAM ——只读存储器【答案】B） 【解析】URL——统一资源定位符，UPS——不间断电源，ROM——只读存储器。 7．下列关于ROM的叙述中，错误的是（）。 A）ROM中的信息只能被CPU读取 B）ROM主要用来存放计算机系统的程序和数据 C）不能随时对ROM改写 D）ROM一旦断电信息就会丢失 【答案】D） 【解析】ROM为只读存储器，只能读出不能写入。而RAM是随机存储器，其所存内容一 旦断电就会丢失。 8．下列正确的叙述是（）。 A）十进制数可用10个数码，分别是1～10 实验名称：图像分割 所属课程：《数字图像处理》 实验类型：验证性实验 实验类别：专业 实验学时：3 一、实验目的 1.使用MatLab 软件进行图像的分割。 2.通过实验体会一些主要的分割算子对图像处理的效果。 3.探索各种因素对分割效果的影响。 二、实验原理及过程 1.实验背景 在对图像的研究和应用中，人们往往只对图像中的某些部分感兴趣，这些部分通常称为目标或者前景(其他不感兴趣的部分称为背景)。为了分析和辨识目标，需要将它们从背景中提取出来。从图像中提取目标的技术和过程就称为图像分割。图像分割是图像处理中一类重要的研究内容，其目的是把图像分成一些有意义、互不重叠的区域，分割结果的优劣将直接影响图像的后续处理。 作为图像分析、理解的基础，图像分割在诸多领域具有广泛的应用，例如基于内容的 图像检索、机器视觉、文字识别、指纹识别，以及生物医学图像处理方面的病变检测和识别，军事图像处理方面的地形匹配与目标制导，工业图像处理方面的无损探伤和非接触式检测等。另外，图像分割技术也已用于图像压缩编码，近年来发展起来的基于内容的视频编码(如MPEG-4)同样离不开图像分割的结果。 2.实验设计指标 ?能够自行评价各主要算子在无噪声条件下和噪声条件下的分割性能。 ?能够掌握分割条件(阈值等)的选择。 ?完成规定图像的处理并要求正确评价处理结果 ?能够从理论上作出合理的解释。 3.实验要求（设计要求） (1)使用Roberts 算子的图像分割实验 调入并显示图像；使用Roberts 算子对图像进行边缘检测处理； Roberts 算子为一对模板： 相应的矩阵为：rh = [0 1；-1 0]； rv = [1 0；0 -1]；这里的rh 为水平Roberts 算子，rv为垂直Roberts 算子。分别显示处理后的水平边界和垂直边界检测结果；用“欧几里德距离”和“街区距离”方式计算梯度的模，并显示检测结果；对于检测结果进行二值化处理，并显示处理结果； 注意： ?先做检测结果的直方图，参考直方图中灰度的分布尝试确定阈值。 ?应反复调节阈值的大小，直至二值化的效果最为满意为止。 ?分别显示处理后的水平边界和垂直边界检测结果。 ?将处理结果转化为“白底黑线条”的方式。 ?给图像加上零均值的高斯噪声；对于噪声图像重复步骤b~f。 (2)使用Prewitt 算子的图像分割实验 使用Prewitt 算子进行内容(1)中的全部步骤。 (3)使用Sobel 算子的图像分割实验 使用Sobel 算子进行内容(1)中的全部步骤。 (4)使用LoG (拉普拉斯-高斯)算子的图像分割实验 使用LoG (拉普拉斯-高斯)算子进行内容(1)中的全部步骤。提示： ?处理后可以直接显示处理结果，无须另外计算梯度的模。 ?注意调节噪声的强度以及LoG (拉普拉斯-高斯)算子的参数，观察处理结果。 (5) 打印全部结果并进行小组讨论。 4.实验（设计）仪器设备和材料清单 ?PC计算机 ?MatLab软件/语言包括图像处理工具箱(Image Processing Toolbox) ?实验所需要的图片 5.实验源代码： ?Roberts 算子、Prewitt 算子、Sobel 算子的图像分割实验 I=imread('F:\matlab作业\1.jpg'); %读取图像 I1=im2double(I); %将彩图序列变成双精度 I2=rgb2gray(I1); %将彩色图变成灰色图 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];计算机网络习题和答案解析
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