DIP数字图像处理实验

1．实验项目名称：基于Matlab语言的数字图像处理基本操作
2．实验目的
（1）掌握基于Matlab语言的数字图像处理基本操作，包括数字图像读取、显示、存储以及格式转换等操作，数字图像的点、代数和几何运算等；
（2）熟练掌握几种空域图像增强与滤波方法，包括直方图增强、平滑滤波、锐化滤波等。

3．实验内容与实验步骤
（1）数字图像的读、写和显示
使用函数imread 打开一幅灰度图像，使用函数imwrite 将图像另存为不同的文件名；在此过程中观察图像矩阵的形式，并记录5×5的矩阵片断；
使用函数size察看图像大小，使用函数imfinfo查看图像信息；记录图像信息；使用函数imshow显示图像。

（2）图像类型间的转化
使用函数imread打开一幅RGB彩色图像。

观察图像矩阵的形式，并分别记录RGB三色5×5的矩阵片断；
将彩色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。

使用im2double转换图像的数据类型，记录5×5矩阵片断在转换前后的变化。

（3）图像的点运算
读入图像pout.tif（图1）或其他图像，为使低值灰度的图像细节更容易看清，应用某种线性变换，显示灰度变换前后图像。

图1 pout.tif
（4）图像的代数运算
读入两幅不同的RGB彩色图像，并对其执行加（imadd）、减（imsubtract）、乘（immultiply）、除（imdivide）操作，在同一个窗口内分别显示。

（5）图像的几何运算
读入一幅图像，采用函数imresize将图像分别放大1.5倍和缩小0.8倍，插值方法使用双线性插值法，显示原图像与变换后的图像；采用函数imrotate将图像顺时针旋转45度，显示旋转后的图像。

思考题：如何判断读入的一幅图像是否为彩色图像。

4．实验环境：计算机与Matlab软件。

实验报告
1.实验程序：
clear all,close all,clc;%清空工作区与全局变量，关闭所有窗口，清空命令区域%%
I=imread('cell.tif');%打开灰度图像
size(I)%查看图像大小
figure;%建立窗口
imshow(I)%显示图像
imfinfo('cell.tif')%查看图像信息
imwrite(I,'cell2.tif');%另存为图像
%%
I1=imread('onion.png');%打开RGB彩色图像
I2=rgb2gray(I1);%变换为灰度图像
I3=im2bw(I1,0.5);%变换为二值图像
figure;
subplot(221),imshow(I1);
subplot(222),imshow(I2);
subplot(223),imshow(I3);%在同一窗口内显示三幅图像
M=im2double(I1)%im2double转换
%%
I4=imread('pout.tif');
I5=imadjust(I4,[0.2,0.5],[0,1]);%线性变换
figure;
subplot(121),imshow(I4);
subplot(122),imshow(I5);
%%
X=imread('peppers.png');
Y=imread('tape.png');
Z1=imadd(X,Y);%加
Z2=imsubtract(X,Y);%减
Z3=immultiply(X,Y);%乘
Z4=imdivide(X,Y);%除
figure;
subplot(221),imshow(Z1);
subplot(222),imshow(Z2);
subplot(223),imshow(Z3);
subplot(224),imshow(Z4);
%%
B1=imresize(X,1.5,'bilinear');%放大1.5倍
B2=imresize(X,0.8,'bilinear');%缩小为0.8倍
B3=imrotate(X,-45);%逆时针旋转45度
figure;
subplot(221),imshow(X);
subplot(222),imshow(B1);
subplot(223),imshow(B2);
subplot(224),imshow(B3);
2.程序运行结果：
(1)
灰度图像矩阵片段：
I =
118 116 112 111 114
117 119 114 108 110
115 116 114 108 109
114 112 108 108 112
115 114 110 111 112
图像大小：
ans =
159 191
图像信息：
ans =
Filename: 'D:\Program
Files\MATLAB\R2014b\toolbox\images\imdata\cell.tif'
FileModDate: '21-二月-2001 04:34:50'
FileSize: 31028
Format: 'tif'
Width: 191
Height: 159
BitDepth: 8
ColorType: 'grayscale'
(2)
三色矩阵片段：
I1(:,:,1) =
63 67 65 68 66
61 61 64 66 67
61 61 64 65 66
65 63 64 65 65
62 60 60 65 66
I1(:,:,2) =
35 35 32 35 36
37 35 34 35 35
36 36 37 35 35
35 36 37 35 35
35 36 36 36 34
I1(:,:,3) =
64 66 64 66 67
66 64 64 66 67
61 60 64 65 65
63 63 62 65 66
64 65 66 68 68
Im2double语句把图像数据类型转换为双精度浮点类型，像素值被标准化到0-1之间，相当于以上各元素除以255.
Figure1
Figure2
Figure4
(对图片的缩放结果以实际大小为准）
3.思考题
可以看图像矩阵的形式区分是否为彩色图像，可以通过查看图像信息区分是否为彩色图像。