数字图像处理基础实验指导书_第二次实验
数字图像处理实验指导书
实验一：图像文件类型转换实验目的：理解数字图像文件的几种基本类型掌握在MATLAB中进行图象文件类型转换的方法观察图象转换前后的效果加深对图象文件类型的理解熟悉图象格式、颜色系统间的转换实验内容：1）灰度图像与索引图像的相互转换2）RGB图像与索引图像的相互转换3）将图像转换为二值化图像实验方法：利用MATLAB工具进行实验一、灰度图像到索引图像的转换启动MATLAB，新建一个自己的工作文件夹（如下图中的“MYFIG”）。
并把它设置在当前的工作路径（Current Directory）下。
1)在该文件夹中拷入个灰度图片，比如“2.jpg”文件。
2)在MATLAB命令输入窗中，调用函数info=imfinfo('2.jpg')观查2.jpg是否为灰度图像在ColorType: 'grayscale' 属性行如此显示，则说明以2.jpg命名的文件为灰度图像。
3)输入如下命令完成转换RGB=imread('2.jpg'); % 将图像“2.jpg”的数据赋给变量RGBfigure(3); % 设定显示窗口3imshow(RGB); % 显示原“2.jpg”文件figure(1); % 设定显示窗口1[RGB1,map1]=gray2ind(RGB,128); % 指定灰度级128，进行灰度图像到索引图像转换imshow(RGB1,map1) ; % 显示索引图像1figure(2); % 设定显示窗口2[RGB2,map2]=gray2ind(RGB,16); % 指定灰度级16，进行灰度图像到索引图像转换imshow(RGB2,map2) ; % 显示索引图像2imwrite(RGB1,map1,'3.bmp'); % 将索引图像1保存为名为“3.bmp”的文件imwrite(RGB2,map2,'4.bmp'); % 将索引图像2 保存为名为“4.bmp”的文件运行并观察结果和现象。
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实验须知一、预习要求1.实验前认真阅读实验教程中有关内容，明确实验目的、内容和实验任务。
2.每次实验前做好充分的预习，对所需预备知识做到心中有数。
3.实验前应编好源程序，并对调试过程、实验结果进行预测。
二、实验要求1.实验课请勿迟到，缺席。
2.爱护设备，保持清洁，不随意更换设备。
3.认真完成实验任务，实验结果经教师检查。
4.发生事故，应立即切断电源，并马上向教师报告，检查原因，吸取教训。
5.实验完毕，请整理实验设备，再离开实验室。
三、报告要求每次实验后，应递交一份实验报告，报告中应包含下列内容：1.实验名称、实验人姓名、学号、班级，所用设备号。
2.实验目的、任务。
3.写出实验调试情况，包括上机时遇到的问题及解决办法、实验结果分析等，并附上调试好的程序清单（应加适量注释）。
4.总结实验中的心得体会，提出对实验内容、方案等的建议、意见或设想等。
实验一图像变换算法一、实验目的1、理解几何运算的基本概念与定义；2、掌握在MA TLAB中进行插值的方法3、运用MATLAB语言进行图像的插值缩放和插值旋转。
二、实验原理几何运算可改变图像中各物体之间的空间关系。
这种运算可以被看成是将（各）物体在图像内移动。
一个几何运算需要两个独立的算法。
首先，需要一个算法来定义空间变换本身，用它来描述每个像素如何从其初始位置“移动”到终止位置，即每个像素的“运动”。
同时，还需要一个用于灰度插值的算法，这是因为，在一般情况下，输入图像的位置坐标(x,y)为整数，而输出图像的位置坐标为非整数，反过来也如此。
因此插值就是对变换之后的整数坐标位置的像素值进行估计。
MATLAB提供了一些函数实现这些功能。
插值是常用的数学运算，通常是利用曲线拟合的方法，通过离散的采样点建立一个连续函数来逼近真实的曲线，用这个重建的函数便可以求出任意位置的函数值。
最近邻插值是最简便的插值，在这种算法中，每一个插值输出像素的值就是在输入图像中与其最临近的采样点的值。
数字图像处理实验指导书
《数字图像处理》实验指导书王永堃沈阳理工大学信息学院前言数字图像处理是电子信息科学与技术专业学生必修的专业基础课之一。
通过本课程的学习，使学生能够掌握有关数字图像处理的基本概念、方法、原理及应用，能够培养和增强学生技能的创新意识和创新思维，提高实际动手能力和创新能力，为学生进一步学习专业课程奠定基础。
数字图像处理由理论教学和实验教学环节组成，理论教学环节是基础，实验教学环节是对理论教学环节的延伸、充实和完善，实验教学在数字图像处理课程中具有重要地位与作用。
实验题目和学时说明。
实验一编写一幅灰度图像直方图统计程序；实验二图象编码实验；实验三用Photoshop软件对图像进行增强操作；实验四图象分割实验。
实验五数字图像变换实验六数字图像增强实验七二维数字滤波器设计实验八基于DSP的灰度阈值变换１目录实验一编写一幅灰度图像直方图统计程序 .................................. ４一实验目的......................................................................... ４二实验原理......................................................................... ４三实验内容......................................................................... ４四实验要求......................................................................... ４五实验程序......................................................................... ４六思考题 ............................................................................ ６实验二图象编码实验................................................................. ８一实验目的......................................................................... ８二实验内容......................................................................... ８三实验步骤......................................................................... ８1 余弦变换编码.............................................................. ８2 行程编码 .................................................................... ９3 JPEG编码 ................................................................... ９四思考题 .........................................................................１０实验三用Photoshop软件对图像进行增强操作.........................１１２一实验目的......................................................................１１二实验内容......................................................................１１三实验步骤......................................................................１１四思考题 .........................................................................１３实验四图象分割实验..............................................................１５一实验目的......................................................................１５二实验内容......................................................................１５三实验方法......................................................................１６1边缘检测 ...................................................................１６2 模板匹配 .................................................................１６四思考题 .........................................................................１７实验五数字图像变换……………………………………………..1 4 实验六数字图像增强……………………………………………….1 6 实验七二维数字滤波器设计……………………………………….1 7 实验八基于DSP的灰度阈值变换………………………………….1 8３实验一编写一幅灰度图像直方图统计程序一实验目的了解数字图像灰度直方图的概念和计算方法，掌握用MATLAB 画数字图像灰度直方图的方法。
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数字图像处理实验指导书李飞鹏编电子科技大学中山学院电子工程系2012 年3 月实验名称：基础实验一(输入输出与颜色分量实验)学时安排：2 实验类别：验证性实验要求：必修￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣一、实验目的和任务熟悉由图像输入设备、图像处理设备及图像输出设备组成的数字图像处理系统，熟悉MATLAB软件开发环境。
学习MATLAB编程环境下对图像的输入输出操作、颜色分量的理解、格式转换操作以及对图像的像素级运算操作。
二、实验原理介绍利用MATLAB图像处理工具箱中的函数，在MATLAB编程环境下，1）实现对彩色图像的颜色分量的操作；2）实现将彩色图像转换为灰度图像；3）实现对灰度图像的象素级运算，改变指定象素的灰度级。
三、实验设备介绍计算机，打印机。
四、实验内容和步骤1．将自己在课前准备好的真彩色图像（300X300像素左右）文件输入计算机，运行MATLAB集成开发环境。
2．在MATLAB编程环境下，读取和显示该真彩色图像，通过对其颜色分量进行操作而显示仅保留G颜色分量的图像并存入另一个文件；3．将该真彩色图像转换为灰度图像，并显示；4．对灰度图像进行象素级运算，使位于101-200行，101-200列的矩形区域内的像素的灰度值减半，显示运算结果；5．将以上4种图像在同一窗口显示。
6．课后撰写实验报告（必须有程序和打印结果）。
A=imread(‘c:\mypic\desk.jpg’);Subplot(2,2,1);imshow(A);title(‘原始图像’)；A(:,:,1)=0;A(:,:,3)=0;Subplot(2,2,2);imshow(A);title(‘保留G颜色图像’);Imwirte(A,’d:\er\desk1.tif’);B=rgb2gray(A);Subplot(2,2,3);imshow(B);title(‘灰度图像’);Imwrite(B,’d:\er\desk2.tif’);For i=101:200For j=101:200 B(i,j)=uint8(0.5*double(B(i,j)));endEndSubplot(2,2,4);imshow(B);title(‘灰度值减半图像’);imwrite(B,’d:\er\desk3.tif’);五、注意事项和要求1．务必课前准备好分辨率为300X300像素左右的彩色照片（bmp或jpg格式）。
数字图像处理实验实验报告 实验二
数字图像处理实验实验报告（实验一）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．程序脚本clear all;RGB=imread('me.jpg');figure;imshow(RGB);title('图1 彩色图');%========================================================== I=rgb2gray(RGB);figure;imshow(I);title('图2 灰度图');%========================================================= figure;imhist(I);title('灰度直方图');%========================================================= hi=imhist(I);j=1;%为使画出的直方图更好看，在此进行了抽样for(i=1:256)if(mod(i,10)==1)h(j)=hi(i);j=j+1;endendn=0:10:255;figure;stem(n,h);axis([0 255 0 2500]);title('图3.1 stem显示直方图');figure;bar(n,h);axis([0 255 0 2500]);title('图3.2 bar显示直方图');figure;plot(n,h);axis([0 255 0 2500]);title('图3.3 plot显示直方图');%========================================================= I=rgb2gray(RGB);figure;subplot(3,2,1);imshow(I);title('图4.1 原始灰度图');subplot(3,2,2);imhist(I);title('图4.2 原始灰度直方图');%=============================J1=imadjust(I);subplot(3,2,3);imshow(J1);title('调整对比度以后的图');subplot(3,2,4);imhist(J1);title('调整对比度以后的灰度直方图');%=================================J2=histeq(I);subplot(3,2,5);imshow(J2);title('均衡化以后的的图');subplot(3,2,6);imhist(J2);title('均衡化以后的灰度直方图');三．实验结果图1 彩色图图2 灰度图010002000灰度直方图10020010020005001000150020002500图3.1 stem 显示直方图10020005001000150020002500图3.2 bar 显示直方图10020005001000150020002500图3.3 plot 显示直方图图4.1 原始灰度图10002000图4.2 原始灰度直方图0100200调整对比度以后的图010002000调整对比度以后的灰度直方图0100200均衡化以后的的图02000均衡化以后的灰度直方图100200。
数字图像处理实验指导书
《课程名称》实验指导书适用专业:自动化课程代码: 84018091 学时: 6 学分: 0.5 编写单位:机械工程及自动化学院编写人:蒋代君审核人:审批人:目录实验一 Matlab图像处理工具箱的初步练习 .............................................................................................. - 2 - 实验二图像的空域处理方法 ....................................................................................................................... - 5 - 实验三图像的空域处理方法 ....................................................................................................................... - 8 - 实验四图像分割和目标识别 ..................................................................................................................... - 13 -实验一 Matlab图像处理工具箱的初步练习一、实验目的和任务1、初步了解与掌握MATLAB语言的基本用法；2、掌握MA TLAB语言中图象数据与信息的读取方法；3、掌握在MA TLAB语言中图像类型的转换。
二、实验仪器、设备及材料1、计算机2、MatLab软件/语言包括图像处理工具箱(Image Processing Toolbox)3、实验所需要的图片三、实验原理将数字图像的RGB表示转换为YUV表示；Y=0.30R+0.59G+0.11BU=0.70R-0.59G-0.11BV=-0.30R-0.59G+0.89B四、实验步骤1、阅读资料并熟悉MatLab的基本操作2、读取MATLAB中的图象数据3、显示MATLAB中的图象文件。
数字图像处理实验指导书matlab冈萨雷斯
《数字图像处理》实验指导书实验一、空域图像处理一、 实验目的1熟悉CCS 集成开发环境的操作和基本功能；2熟悉MATLAB 基本图像操作；3结合实例学习如何在程序中增加图像处理算法；4理解和掌握图像的线性变换和直方图均衡化的原理和应用；5了解平滑处理的算法和用途，学习使用均值滤波、中值滤波和拉普拉斯锐化进行图像增强处理的程序设计方法；6 了解噪声模型及对图像添加噪声的基本方法。
二、 实验原理1 灰度线性变换就是将图像中所有点的灰度按照线性灰度变换函数进行变换。
)],([),(y x f T y x g =⎪⎩⎪⎨⎧<≤+-<≤+-≤≤=255),(]),([),( ]),([),(0 ),(),(y x f b g b y x f b y x f a g a y x f a y x f y x f y x g b a γβαn y m x ,2,1 ,,,2,1==2 直方图均衡化通过点运算将输入图像转换为在每一级上都有相等像素点数的输出图像。
按照图像概率密度函数PDF 的定义：1,...,2,1,0 )(-==L k n n r p k k r 通过转换公式获得：1,...,2,1,0 )()(00-====∑∑==L k n n r p r T s k j k j j j r k k3 均值（中值）滤波是指在图像上，对待处理的像素给定一个模板，该模板包括了其周围的临近像素。
将模板中的全体像素的均值（中值）来代替原来像素值的方法。
4 拉普拉斯算子如下：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--------111181111 拉普拉斯算子首先将自身与周围的8个像素相减，表示自身与周围像素的差异，再将这个差异加上自身作为新像素的灰度。
三、实验步骤1 启动MA TLAB程序，对图像文件分别进行灰度线性变换、直方图均衡化、均值滤波、中值滤波和拉普拉斯锐化操作；添加噪声，重复上述过程观察处理结果。
2 记录和整理实验报告四、实验仪器1计算机；2 MA TLAB程序；3记录用的笔、纸。
《数字图像处理》实验指导书
数字图像处理实验指导书信息科学与工程学院电子系二○○六年前言数字图像处理是研究数字图像处理的基本理论、方法及其在智能化检测中应用的学科，是电子信息类本科专业的专业课。
本课程侧重于数字图像的基本处理，并对图像分析的基本理论和实际应用进行系统介绍；目的是使学生系统掌握数字图像处理的基本概念、原理和实现方法，学习图像分析的基本理论、典型方法和实用技术，具备解决通信领域的图像相关问题的初步能力，为今后的研究与开发打下扎实的基础。
目录实验一常用的图像文件格式与格式转换和图像矩阵的显示方法 (2)实验二傅立叶变换 (6)实验三图像增强及编程处理 (8)实验一常用的图像文件格式与格式转换和图像矩阵的显示方法1．实验目的熟悉Matlab语言的初步使用；熟悉常用的图像文件格式与格式转换；熟悉图像矩阵的显示方法（灰度、索引、黑白、彩色）；熟悉图像矩阵的格式转换2．实验内容练习图像读写命令imread和imwrite并进行图像文件格式间的转换。
特别是索引图像与1，4，8，16比特图像的存储与转换。
熟悉下列模块函数Image file I/O.imread - Read image file.imwrite - Write image file.Image display.colorbar - Display colorbar.getimage - Get image data from axes.image - Create and display image object.imagesc - Scale data and display as image.immovie - Make movie from multiframe indexed image.imshow - Display image.subimage - Display multiple images in single figure.truesize - Adjust display size of image.warp - Display image as texture-mapped surface.zoom - Zoom in and out of image or 2-D plot.3．实验步骤a. Load cameraman.tif image from your hard disk (using function imread).>>A=imread('C:\MATLAB6p5\toolbox\images\imdemos\cameraman.tif');b. Show the image in a figure window (using function image or imshow).>> imshow(A)>> colorbard. Get image data from the current figure(axes) (using function getimage).B=getimage；生成新的矩阵e. Show the gray level of the image between 64 to 128 (using function imagesc).>> clims = [64 128];imagesc(A,clims)imshow(A)f. Make a movie from a 4-D image (load mri, make the movie by immovie, then show movie by function movie).>> load mrimov = immovie(D,map);movie(mov,3)g. Draw the cameraman image on a cylinder (using function warp).C=[A A];>> [x,y,z] = cylinder;>> warp(-x,-y,-z,C)Question: how to show the cameraman like thisRequirement: write a report to do the experiment from a to g.实验二傅立叶变换1．实验目的熟悉傅立叶变换的概念和原理；理解Fourier变换的意义。
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信息工程学院
2013年4月12日
实验二基于直方图均衡化的图像增强
一．实验目的
1、了解直方图的概念
2、熟悉直方图均衡化的主要用途
3、掌握采用直方图均衡化进行图像增强的方法；
二．实验设备
1、PC机一台；
2、软件MATLAB；
三．实验原理
图像增强是指按特定的需要突出一幅图像中的某些信息，同时，消弱或去除某些不需要的信息的处理方法。
其主要目的是处理后的图像对某些特定的应用比原来的图像更加有效。
图像增强技术主要有直方图修改处理、图像平滑化处理、图像尖锐化处理和彩色处理技术等。
本实验以直方图均衡化增强图像对比度的方法为主要内容，其他方法可以在课后自行练习。
直方图是多种空间域处理技术的基础。
直方图操作能有效地用于图像增强。
除了提供有用的图像统计资料外，直方图固有的信息在其他图像处理应用中也是非常有用的，如图像压缩与分割。
直方图在软件中易于计算，也适用于商用硬件设备，因此，它们成为实时图像处理的一个流行工具。
直方图是图像的最基本的统计特征，它反映的是图像的灰度值的分布情况。
直方图均衡化的目的是使图像在整个灰度值动态变化范围内的分布均匀化，改善图像的亮度分布状态，增强图像的视觉效果。
灰度直方图是图像预处理中涉及最广泛的基本概念之一。
图像的直方图事实上就是图像的亮度分布的概率密度函数，是一幅
图像的所有象素集合的最基本的统计规律。
直方图反映了图像的明暗分布规律，可以通过图像变换进行直方图调整，获得较好的视觉效果。
直方图均衡化是通过灰度变换将一幅图像转换为另一幅具有均衡直方图，即在每个灰度级上都具有相同的象素点数的过程
四．实验内容及步骤
对如图1所示的两幅128×128、256级灰度的数字图像fing_128.img 和cell_128.img 进行如下处理：
四．实验步骤
1）启动MATLAB 程序，编制相应的程序 2）对给定图像做直方图均衡化处理 3）讨论不同的图像内容均衡化后的效果 4）记录和整理实验报告
五．实验报告内容
（1）对原图像进行直方图均衡化处理，同屏显示处理前后图像及其直方图 （2）比较异同，并回答为什么数字图像均衡化后其直方图并非完全均匀分布。
附：参考程序
指纹图fing_128.img
显微医学图像cell_128.img
图1 实验图像
I=imread(‘*.gif); % 读入原图像
J=histeq(I); %对原图像进行直方图均衡化处理
imshow(I); %显示原图像
title(‘原图像’); %给原图像加标题名
figure；imshow(J); %对原图像进行屏幕控制；显示直方图均衡化后的图像title(‘直方图均衡化后的图像’) ; %给直方图均衡化后的图像加标题名
figure; subplot(1,2,1) ;%对直方图均衡化后的图像进行屏幕控制；作一幅子图作为并排两幅图的第1幅图
imhist(I,64); %将原图像直方图显示为64级灰度
title(‘原图像直方图’) ; %给原图像直方图加标题名
subplot(1,2,2); %作第2幅子图
imhist(J,64) ; %将均衡化后图像的直方图显示为64级灰度
title(‘均衡变换后的直方图’) ; %给均衡化后图像直方图加标题名。