《网络与信息安全》实验大纲-

《网络与信息安全》实验大纲-
《网络与信息安全》实验大纲-

《网络与信息安全》实验大纲

课程编号:137004

课程名称:《网络与信息安全》

实验总学时数:16学时

适用专业:计算机科学与技术专业

承担实验室:网络实验室

一、实验教学的目的和要求

网络与信息安全实验课是网络信息安全课程的主要实践环节。通过实验验证、巩固和加深课堂讲授的内容,培养学生应用实验方法和研究网络安全方面的初步能力,同时培养学生应用所学的内容去处理现实中的实际问题以及将来在网络安全工程中遇到的问题。本课程要求学生能自己亲自动手完成全部实验,并认真做好实验报告。

二、实验项目名称和学时分配

三、单项实验的内容和要求

(一)网络安全实验环境的配置

1.实验内容:

(1)安装配置虚拟机,安装配置非安全操作系统,安装抓包软件Sniffer等实验环境;

(2)常用网络服务、包括FTP、Tenlet、E-mail、Web服务架设以及常用服务端口的使

用;

(3)常用网络命令的使用。

2.实验要求:

(1)掌握网络安全环境配置方法;

(2)了解常用网络服务架设方法;

(3)掌握网络安全相关命令的使用方法。

3.分组人数:1人/组。

(二)网络安全编程

1.实验内容:

(1)Socket编程;

(2)注册表编程;

(3)文件系统编程;

(4)定时器编程;

(5)驻留程序编程;

(6)多线程编程。

2.实验要求:

了解C++环境下网络安全编程技巧。

3.分组人数:2人/组。

(三)网络扫描

1.实验内容:

(1)常用黑客工具介绍;

(2)网络踩点的技巧;

(3)网络扫描工具使用;

(4)SNMP协议的使用。

2.实验要求:

了解网络踩点的技巧、掌握网络扫描工具Nmap、X-scan的使用。

3.分组人数:2人/组。

(四)网络入侵

1.实验内容:

(1)常用黑客入侵工具介绍;

(2)SQL注入;

(3)缓冲区溢出攻击;

(4)拒绝服务攻击。

2.实验要求:

会使用SQL注入攻击服务器、尝试使用缓冲区溢出攻击方式执行任意代码、尝试对服务器发起拒绝服务攻击。

3.分组人数:1人/组。

(五)网络后门工具与网络隐身

1.实验内容:

(1)常用远程控制软件;

(2)木马;

(3)日志清除。

2.实验要求:

会使用冰河等著名工具、掌握清除系统日志方法。

3.分组人数:1人/组。

(六)恶意代码原理及防范

1.实验内容:

(1)常见恶意代码实现机理;

(2)常见恶意代码运行状态;

(3)常见恶意代码造成影响;

(4)常见恶意代码解决方案。

2.实验要求:

了解恶意代码实现机理、熟悉代码运行时系统状态、掌握恶意代码清除方法

3.分组人数:1人/组。

(七)安全操作系统的配置

1.实验内容:

(1)WIN2003操作系统安全机制;

(2)WIN2003操作系统安全配置方案。

2.实验要求:

掌握WIN2003操作系统安全配置方案。

3.分组人数:1人/组。

(八)加密算法的实现

1.实验内容:

(1)DES;

(2)RSA;

(3)PGP;

(4)数字水印;

(5)PKI。

2.实验要求:

掌握Feistel加密算法结构,会编程实现DES加密算法,会编程实现RSA加密算法、了解PGP、PKI工具的使用

3.分组人数:1人/组。

(九)防火墙、入侵检测系统相关配置

1.实验内容:

(1)防火墙相关配置;

(2)入侵检测系统相关配置。

2.实验要求:

掌握防火墙、入侵检测系统相关配置。

3.分组人数:4人/组。

四、使用教材及参考书

教材:《计算机网络安全教程》修订版主编:石志国、薛为民、尹浩

出版社:清华大学出版社、北京交通大学出版社

出版时间:2007年1月

参考书:《网络安全教程》主编:刘博

出版社:人民邮电出版社

出版时间:2009年5月

五、实验的考核形式

实验报告:包括实验任务和目的;实验步骤;必要的实验结果和结果的分析;实验指导书中明确规定的其他实验报告要求等。

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

信息论与编码实验

实验五霍夫曼编码 一、实验目的 1、熟悉Matlab 工作环境及工具箱; 2、掌握霍夫曼编码的基本步骤; 3、利用MATLAB实现霍夫曼编码。 二、实验内容 (1)熟悉理解Huffman编码的过程 (2)将给定的数据进行Huffman编码 知识要点: 1、霍夫曼编码的基本原理。参照教材及参考书。 2、二进制霍夫曼编码方法。 1. 基本原理: 变长编码 不要求所有码字长度相同,对不同概率的信源符号或序列,可赋予不同长度的码字。变长编码力求平均码长最小,此时编码效率最高,信源的冗余得到最大程度的压缩。 1)几种常用变长编码方法: 霍夫曼编码 费若编码 香农编码。 2)霍夫曼编码: 二进制霍夫曼编码 r进制霍夫曼编码 符号序列的霍夫曼编码。 3)二进制霍夫曼编码的编码过程: 将信源中n个符号按概率分布的大小,以递减次序排列起来; 用0和1码分别分配给概率最小的两个信源符号,并将这两个概率最小的信源符号合并成一个新符号,并用这两个最小概率之和作为新符号的概率,从而得到只包含n-1个符号的新信源,称为其缩减信源; 把缩减信源的符号仍按概率大小以递减次序排列,再将最后两个概率最小的符号合并

成一个新符号,并分别用0和1码表示,这样又形成一个新缩减信源; 依次继续下去,直到缩减信源最后只剩两个符号为止。再将最后两个新符号分别用0和1 码符号表示。最后这两个符号的概率之和为1,然后从最后一级缩减信源开始,依编码路径右后向前返回,就得到各信源符号所对应得码符号序列,即对应得码字。 r进制霍夫曼编码 由二进制霍夫曼编码可推广到r进制霍夫曼编码,只是每次求缩减信源时,改求r个最小概率之和,即将r个概率最小符号缩减为一个新符号,直到概率之和为1。但要注意,即缩减过程中可能到最后没有r个符号。为达次目的,可给信源添加几个概率为零的符号。 符号序列的霍夫曼编码 对信源编码除了对信源符号编码以外,也可对信源符号序列编码,一般来说,对序列编码比对单个符号更为有效。 2 数据结构与算法描述 1)变量及函数的定义 3 实验数据与实验结果(可用文字描述或贴图的方式进行说明) 1)测试数据 0.2 0.1 0.3 0.1 0.1 0.2 2)实验结果

数字图像处理教学大纲(2014新版)

数字图像处理 课程编码:3073009223 课程名称:数字图像处理 总学分: 2 总学时:32 (讲课28,实验4) 课程英文名称:Digital Image Processing 先修课程:概率论与数理统计、线性代数、C++程序设计 适用专业:自动化专业等 一、课程性质、地位和任务 数字图像处理课程是自动化专业的专业选修课。本课程着重于培养学生解决智能化检测与控制中应用问题的初步能力,为在计算机视觉、模式识别等领域从事研究与开发打下坚实的理论基础。主要任务是学习数字图像处理的基本概念、基本原理、实现方法和实用技术,并能应用这些基本方法开发数字图像处理系统,为学习图像处理新方法奠定理论基础。 二、教学目标及要求 1.了解图像处理的概念及图像处理系统组成。 2.掌握数字图像处理中的灰度变换和空间滤波的各种方法。 3.了解图像变换,主要是离散和快速傅里叶变换等的原理及性质。 4.理解图像复原与重建技术中空间域和频域滤波的各种方法。 5. 理解解彩色图像的基础概念、模型和处理方法。 6. 了解形态学图像处理技术。 7. 了解图像分割的基本概念和方法。 三、教学内容及安排 第一章:绪论(2学时) 教学目标:了解数字图像处理的基本概念,发展历史,应用领域和研究内容。通过大量的实例讲解数字图像处理的应用领域;了解数字图像处理的基本步骤;了解图像处理系统的组成。 重点难点:数字图像处理基本步骤和图像处理系统的各组成部分构成。 1.1 什么是数字图像处理 1.2 数字图像处理的起源

1.3.1 伽马射线成像 1.3.2 X射线成像 1.3.3 紫外波段成像 1.3.4 可见光及红外波段成像 1.3.5 微波波段成像 1.3.6 无线电波成像 1.3.7 使用其他成像方式的例子 1.4 数字图像处理的基本步骤 1.5 图像处理系统的组成 第二章:数字图像基础(4学时) 教学目标:了解视觉感知要素;了解几种常用的图像获取方法;掌握图像的数字化过程及其图像分辨率之间的关系;掌握像素间的联系的概念;了解数字图像处理中的常用数学工具。 重点难点:要求重点掌握图像数字化过程及图像中像素的联系。 2.1 视觉感知要素(1学时) 2.1.1 人眼的构造 2.1.2 眼镜中图像的形成 2.1.3 亮度适应和辨别 2.2 光和电磁波谱 2.3 图像感知和获取(1学时) 2.3.1 用单个传感器获取图像 2.3.2 用条带传感器获取图像 2.3.3 用传感器阵列获取图像 2.3.4 简单的图像形成模型 2.4 图像取样和量化(1学时) 2.4.1 取样和量化的基本概念 2.4.2 数字图像表示 2.4.3 空间和灰度级分辨率 2.4.4 图像内插 2.5 像素间的一些基本关系(1学时) 2.5.1 相邻像素 2.5.2 临接性、连通性、区域和边界 2.5.3 距离度量 2.6 数字图像处理中所用数学工具的介绍 2.6.1 阵列与矩阵操作

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:

信息论与编码实验报告.

本科生实验报告 实验课程信息论与编码 学院名称信息科学与技术学院 专业名称通信工程 学生姓名 学生学号 指导教师谢振东 实验地点6C601 实验成绩 二〇一五年十一月二〇一五年十一月

实验一:香农(Shannon )编码 一、实验目的 掌握通过计算机实现香农编码的方法。 二、实验要求 对于给定的信源的概率分布,按照香农编码的方法进行计算机实现。 三、实验基本原理 给定某个信源符号的概率分布,通过以下的步骤进行香农编码 1、将信源消息符号按其出现的概率大小排列 )()()(21n x p x p x p ≥≥≥ 2、确定满足下列不等式的整数码长K i ; 1)(l o g )(l o g 22+-<≤-i i i x p K x p 3、为了编成唯一可译码,计算第i 个消息的累加概率 ∑ -== 1 1 )(i k k i x p p 4、将累加概率P i 变换成二进制数。 5、取P i 二进制数的小数点后K i 位即为该消息符号的二进制码。 四、源程序: #include #include #include #include #include using namespace std; int main() { int N; cout<<"请输入信源符号个数:";cin>>N; cout<<"请输入各符号的概率:"<

int i,j; for(i=0;i

数字图像处理研研究生课程教学大纲

《数字图像处理》研研究生课程教学大纲 (课程编号S009108 学分-学时-上机 3-54-12) 东南大学计算机科学与工程学院 一、课程的性质与目的 本课程为计算机科学与技术一级学科中图像处理与科学可视化方向的重要专业课,包含了该专业方向学生必须掌握的专业知识。 通过课程学习,学生除了掌握必须的专业技术知识外,还需要了解该方向的研究前沿,提高阅读专业学术资料和解决实际问题的能力。 二、课程内容的教学要求 本课程采用讲课+自学+讨论的教学模式。其中,讲课环节以综述为主,重点介绍各知识点的问题提出、解决思路、主要算法、评估;自学环节需要学生阅读专业论文并进行实验,得出结论;讨论环节由学生进行论文阅读及实验结论的交流,加深理解,并由此了解研究前沿。 讲课课时安排(24课时): 1.数字图像处理概述(3):数字图像处理技术的发展历史,包含的主要内容,应 用,相关的学科方向 2.线性系统分析方法、傅里叶变换(3):复习线性系统基本知识,复习一维傅里 叶变换,掌握二维傅氏变换及性质,线性滤波器设计。 3.图像几何变换及插值(3):图像几何变换应用,重点插值方法 4.图像增强综述(6):图像增强的目的,算法分类,各类算法的基本原理及性能 5.图像分割综述(6):图像分割的目的,算法分类,各类算法的基本原理及性能 6.图像压缩综述(3):图像压缩的目的,算法分类,各类算法的基本原理及性能, JPEG标准简介 实验及讨论课时安排(30课时): 1.图像插值(实验3 +讨论3) 2.图像增强(实验3 +讨论3) 3.图像分割(实验3 +讨论3) 4.图像压缩(实验3+讨论3) 5.课程论文(讨论6) 三、上机实验要求 实现选择算法,并给出实验结果及算法性能评估数据。 四、能力培养的要求 1.自学能力的培养:提高学生自学及查阅学术文献的能力。 2.分析能力和实验能力的培养:要求学生能够实现文献提供的算法,并能自主给出算 法性能的评价。 3.科研和创新能力的培养:培养独立思考、深入钻研问题的习惯,提高学术交流能力。

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

信息论与编码实验报告材料

实验报告 课程名称:信息论与编码姓名: 系:专 业:年 级:学 号:指导教 师:职 称:

年月日 目录 实验一信源熵值的计算 (1) 实验二Huffman 信源编码. (5) 实验三Shannon 编码 (9) 实验四信道容量的迭代算法 (12) 实验五率失真函数 (15) 实验六差错控制方法 (20) 实验七汉明编码 (22)

实验一信源熵值的计算 、实验目的 1 进一步熟悉信源熵值的计算 2 熟悉Matlab 编程 、实验原理 熵(平均自信息)的计算公式 q q 1 H(x) p i log2 p i log2 p i i 1 p i i 1 MATLAB实现:HX sum( x.* log2( x));或者h h x(i)* log 2 (x(i )) 流程:第一步:打开一个名为“ nan311”的TXT文档,读入一篇英文文章存入一个数组temp,为了程序准确性将所读内容转存到另一个数组S,计算该数组中每个字母与空格的出现次数( 遇到小写字母都将其转化为大写字母进行计数) ,每出现一次该字符的计数器+1;第二步:计算信源总大小计算出每个字母和空格出现的概率;最后,通过统计数据和信息熵公式计算出所求信源熵值(本程序中单位为奈特nat )。 程序流程图: 三、实验内容 1、写出计算自信息量的Matlab 程序 2、已知:信源符号为英文字母(不区分大小写)和空格输入:一篇英文的信源文档。输出:给出该信源文档的中各个字母与空格的概率分布,以及该信源的熵。 四、实验环境 Microsoft Windows 7

五、编码程序 #include"stdio.h" #include #include #define N 1000 int main(void) { char s[N]; int i,n=0; float num[27]={0}; double result=0,p[27]={0}; FILE *f; char *temp=new char[485]; f=fopen("nan311.txt","r"); while (!feof(f)) { fread(temp,1, 486, f);} fclose(f); s[0]=*temp; for(i=0;i='a'&&s[i]<='z') num[s[i]-97]++; else if(s[i]>='A'&&s[i]<='Z') num[s[i]-65]++; } printf(" 文档中各个字母出现的频率:\n"); for(i=0;i<26;i++) { p[i]=num[i]/strlen(s); printf("%3c:%f\t",i+65,p[i]); n++; if(n==3) { printf("\n"); n=0; } } p[26]=num[26]/strlen(s); printf(" 空格:%f\t",p[26]);

(整理)数字图像处理实验指导书 _贵州大学

计算机科学与信息学院 《数字图像处理》 实验指导书 适用专业:信息安全、网络工程、计算机 贵州大学 二O一三年五月

前言 本指导书是根据数字图像处理教学大纲和实验大纲编写的,在教学过程中指导学生实验时使用。运用MATLAB软件平台,结合图像处理工具箱,对图像处理相关算法进行编程和实现。通过学生上机操作实践与教师指导,使学生深入理解和掌握数字图像处理的技术和方法,增强处理实际问题的能力。 考虑到《数字图像处理》课程的自身特点,以及软件的升级更新性,本实验指导书具有适应性。 本实验指导书主要适用于计算机科学与信息学院的各个相关专业。

目录 实验一图像基本操作 (4) 实验二图像增强 (7) 实验三图像分割 (11) 实验四汽车牌照自动识别 (16) 实验报告的基本内容及要求 (18) 贵州大学实验报告 (19)

实验一图像基本操作 实验学时:2 实验类型:验证 实验要求:必做 一、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 二、实验原理和方法 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

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

《信息论与信源编码》实验报告

《信息论与信源编码》实验报告 1、实验目的 (1) 理解信源编码的基本原理; (2) 熟练掌握Huffman编码的方法; (3) 理解无失真信源编码和限失真编码方法在实际图像信源编码应用中的差异。 2、实验设备与软件 (1) PC计算机系统 (2) VC++6.0语言编程环境 (3) 基于VC++6.0的图像处理实验基本程序框架imageprocessing_S (4) 常用图像浏览编辑软件Acdsee和数据压缩软件winrar。 (5) 实验所需要的bmp格式图像(灰度图象若干幅) 3、实验内容与步骤 (1) 针对“图像1.bmp”、“图像2.bmp”和“图像3.bmp”进行灰度频率统计(即计算图像灰度直方图),在此基础上添加函数代码构造Huffman码表,针对图像数据进行Huffman编码,观察和分析不同图像信源的编码效率和压缩比。 (2) 利用图像处理软件Acdsee将“图像1.bmp”、“图像2.bmp”和“图像 3.bmp”转换为质量因子为10、50、90的JPG格式图像(共生成9幅JPG图像),比较图像格式转换前后数据量的差异,比较不同品质因素对图像质量的影响; (3) 数据压缩软件winrar将“图像1.bmp”、“图像2.bmp”和“图像3.bmp”分别生成压缩包文件,观察和分析压缩前后数据量的差异; (4) 针对任意一幅图像,比较原始BMP图像数据量、Huffman编码后的数据量(不含码表)、品质因素分别为10、50、90时的JPG文件数据量和rar压缩包的数据量,分析不同编码方案下图像数据量变化的原因。 4、实验结果及分析 (1)在VC环境下,添加代码构造Huffman编码表,对比试验结果如下: a.图像1.bmp:

《数字图像处理》实验教学大纲

《数字图像处理》实验教学大纲 实验类别:专业教育课程 实验课程名称:数字图像处理 实验室名称:动态信息获取与处理实验室 课程编号: 总学时:8 学 分: 0.5 适用专业:信息与计算 先修课程:复变函数、线性代数、电路分析、电子技术、信号与系统、数字信号处理 一、实验在教学培养方案中地位、作用 《数字图像处理》课程是大学本科四年级信息与计算专业本科生选修的专业课程。随着科学技术的飞速发展,数字图像处理的应用已渗透到了通信、雷达、航空航天、医疗等各个科学技术领域。《数字图像处理》是一门理论与实践并重的技术,在成功掌握了理论知识的同时再配合做一些相关的实验,更能加深对课程中的基本概念、算法、分析方法等的理解与掌握,为课程的学习起到促进和巩固作用,也为今后从事独立的开发打下扎实的基础。因此本实验在整个专业中与《数字图像处理》课程具有同等重要的地位和作用。 二、实验内容、基本要求: 实验一 图像变换 内容: 1. 对标准图像进行离散傅里叶变换并在计算机屏幕观测其频谱,验证二维傅里叶变换 的常用性质。 2. 对标准图像进行离散余弦变换并在计算机屏幕观测其频谱,验证二维余弦变换的常 用性质,了解二维余弦变换用在图像压缩中的原因。 3. 对标准图像离散傅里叶变换和离散余弦变换的频谱进行比较。 4. 对标准图像进行Walsh 变换并在计算机屏幕观测其频谱。 基本要求: 1.加深理解DFT 、DCT 、Walsh 变换的原理和基本性质。 2.掌握DFT 、DCT 变换的算法流程,并能根据流程编程实现。 3.分析变换域内频谱的特征。 实验二 灰度图的线性变换 内容: 灰度的线性变换就是将图像中所有的点的灰度按照线性灰度变换函数进行变换。该线性灰度变换函数)(x f 是一个一维线性函数: B A f x f x f +?=)( 灰度变换方程为: B A A A B f D f D f D +*==)( 式中参数A f 为纯属函数的斜率,B f 为纯属函数在y 轴上的截距,A D 表示输入图像的灰度,B D 表示输出图像的灰度。当1>A f 时,输出图像的对比度将增大;当1

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;

信息论与编码实验报告

实验一 绘制二进熵函数曲线(2个学时) 一、实验目的: 1. 掌握Excel 的数据填充、公式运算和图表制作 2. 掌握Matlab 绘图函数 3. 掌握、理解熵函数表达式及其性质 二、实验要求: 1. 提前预习实验,认真阅读实验原理以及相应的参考书。 2. 在实验报告中给出二进制熵函数曲线图 三、实验原理: 1. Excel 的图表功能 2. 信源熵的概念及性质 ()()[] ()[]())(1)(1 .log )( .) ( 1log 1log ) (log )()(10 , 110)(21Q H P H Q P H b n X H a p H p p p p x p x p X H p p p x x X P X i i i λλλλ-+≥-+≤=--+-=-=≤≤? ?????-===??????∑ 单位为 比特/符号 或 比特/符号序列。 当某一符号xi 的概率p(xi)为零时,p(xi)log p(xi) 在熵公式中无意义,为此规定这时的 p(xi)log p(xi) 也为零。当信源X 中只含有一个符号x 时,必有p(x)=1,此时信源熵H (X )为零。 四、实验内容: 用Excel 和Matlab 软件制作二进熵函数曲线。根据曲线说明信源熵的物理意义。 (一) Excel 具体步骤如下: 1、启动Excel 应用程序。 2、准备一组数据p 。在Excel 的一个工作表的A 列(或其它列)输入一组p ,取步长为0.01,从0至100产生101个p (利用Excel 填充功能)。

3、取定对数底c,在B列计算H(x) ,注意对p=0与p=1两处,在B列对应位置直接输入0。Excel中提供了三种对数函数LN(x),LOG10(x)和LOG(x,c),其中LN(x)是求自然对数,LOG10(x)是求以10为底的对数,LOG(x,c)表示求对数。选用c=2,则应用函数LOG(x,2)。 在单元格B2中输入公式:=-A2*LOG(A2,2)-(1-A2)*LOG(1-A2,2) 双击B2的填充柄,即可完成H(p)的计算。 4、使用Excel的图表向导,图表类型选“XY散点图”,子图表类型选“无数据点平滑散点图”,数据区域用计算出的H(p)数据所在列范围,即$B$1:$B$101。在“系列”中输入X值(即p值)范围,即$A$1:$A$101。在X轴输入标题概率,在Y轴输入标题信源熵。 (二)用matlab软件绘制二源信源熵函数曲线 p = 0.0001:0.0001:0.9999; h = -p.*log2(p)-(1-p).*log2(1-p); plot(p,h) 五、实验结果

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];

数字图像处理实验教学大纲

数字图像处理实验教学大纲 课程名称:数字图像处理课程编号: 学时/学分:32 /2 开课学期:6 适用专业:计算机科学与技术课程类型:院系选修课 一、本课程的学时、学分,实验课所占学时 本课程的学时32、学分2,实验课所占学时6。 二、实验课的配套教材 无 三、面向专业 实验开设对象为计算机科学与技术专业,是学科与专业的选修课。 四、实验课的性质、任务与目的要求 1.实验性质 《数字图像处理》是计算机科学与技术专业的一门学科与专业选修课。数字图像处理是计算机的重要应用领域。实验主要是数据图像处理的理论进行验证,增加学生对数字图像处理理论的了解和掌握。 2.实验任务 通过本课程的学习,使学生掌握数字图像处理中的数据处理锐化,变换,分割等理论和实现方法。 3.实验的意义和目的 课程系统地讲解了数字图像处理的常用工具和常用库的使用以及常用算法及其实现,课程在讲授原理的同时,通过系统实验课程,加深对数字图像处理原理的理解。使学生对数字图像处理有一个系统的认识,提高学生实际操作能力和分析问题、解决问题的能力。 课程支持的毕业要求如下表所示:

五、实验课的基本理论 课程的基本理论包括:图像的采样和量化方法,图像变换,包括傅里叶变换、离散余弦变换及霍特林变换等的原理及性质,并学会使用这些变换;图像增加方法,空域图像平滑及图像锐化的各种方法;图像分割的概念,了解掌握分水岭算法。 六、实验方式与基本要求 实验方式:每人一组,独立进行实验,每次课内实验安排为2学时。 本实验课程要求学生: 1. 使学生掌握数字图像处理技术的基本理论,得到必要的程序设计技能训练,为进行机器学习和模式识别的设计和实现提供必要的知识准备。 七、实验项目的设置与内容提要 八、实验报告 1.每个实验完毕后,学生要认真写出一份规范的实验报告,应包括的内容:上机实习题目及要求详细程序清单及相应程序注释、上机调试中的问题分析,实验总结等。鼓励学生在报告中写出自己创新性,有独到之处的见解,设计方案等。 2.教师对实验报告要认真进行批阅。对报告中出现的独到见解或问题应进行批注、写出评语、课程结束后应在规定时间内上报学生实验成绩。 九、实验课的考核方式与评分办法或标准 学生每个实验成绩评定为预习20%,实际操作30%,实验报告50%。 执笔人:杨海燕审核人:

数字图像处理实验报告

目录 实验一:数字图像的基本处理操作 (4) :实验目的 (4) :实验任务和要求 (4) :实验步骤和结果 (5) :结果分析 (8) 实验二:图像的灰度变换和直方图变换 (9) :实验目的 (9) :实验任务和要求 (9) :实验步骤和结果 (9) :结果分析 (13) 实验三:图像的平滑处理 (14) :实验目的 (14) :实验任务和要求 (14) :实验步骤和结果 (14) :结果分析 (18) 实验四:图像的锐化处理 (19) :实验目的 (19) :实验任务和要求 (19) :实验步骤和结果 (19) :结果分析 (21)

实验一:数字图像的基本处理操作 :实验目的 1、熟悉并掌握MATLAB、PHOTOSHOP等工具的使用; 2、实现图像的读取、显示、代数运算和简单变换。 3、熟悉及掌握图像的傅里叶变换原理及性质,实现图像的傅里叶变换。:实验任务和要求 1.读入一幅RGB图像,变换为灰度图像和二值图像,并在同一个窗口内分 成三个子窗口来分别显示RGB图像和灰度图像,注上文字标题。 2.对两幅不同图像执行加、减、乘、除操作,在同一个窗口内分成五个子窗口来分 别显示,注上文字标题。 3.对一幅图像进行平移,显示原始图像与处理后图像,分别对其进行傅里叶变换, 显示变换后结果,分析原图的傅里叶谱与平移后傅里叶频谱的对应关系。 4.对一幅图像进行旋转,显示原始图像与处理后图像,分别对其进行傅里 叶变换,显示变换后结果,分析原图的傅里叶谱与旋转后傅里叶频谱的 对应关系。 :实验步骤和结果 1.对实验任务1的实现代码如下: a=imread('d:\'); i=rgb2gray(a); I=im2bw(a,; subplot(1,3,1);imshow(a);title('原图像'); subplot(1,3,2);imshow(i);title('灰度图像'); subplot(1,3,3);imshow(I);title('二值图像'); subplot(1,3,1);imshow(a);title('原图像'); 结果如图所示:

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