数字图像处理5

实验五：图像金字塔实验

一、实验目的

1、了解图像采样的概念，以及采样与分辨率变化之间的关系。

2、通过仿真实验，理解图像金字塔的含义。

3、通过拉普拉斯残差金字塔，观察四层图像金字塔的实验结果，掌握利用残差重构原图像的原理与过程。

二、实验设备与器件

PC、VS2010、OpenCV

三、实验原理

图像金字塔是图像中多尺度表达的一种，最主要用于图像的分割，是一种以多分辨率来解释图像的有效但概念简单的结构。图像金字塔最初用于机器视觉和图像压缩，一幅图像的金字塔是一系列以金字塔形状排列的分辨率逐步降低，且来源于同一张原始图的图像集合。其通过梯次向下采样获得，直到达到某个终止条件才停止采样。

拉普拉斯金字塔：用来从金字塔低层图像重建上层未采样图像，在数字图像处理中也即是预测残差，可以对图像进行最大程度的还原，配合高斯金字塔一起使用。拉普拉斯金字塔中的图像可用对高斯金字塔中相邻两层图象的相减而近似得到。需先将图像在较粗的尺度（较高的层次）上扩展。扩展比减少尺寸的压缩困难，因为缺少的信息需要通过插值来得到。

如果想放大图像，则需要通过向上取样操作得到，具体做法如下：

（1）将图像在每个方向扩大为原来的两倍，新增的行和列以0填充.

（2）使用先前同样的内核(乘以4)与放大后的图像卷积，获得“新增像素”的近似值。

得到的图像即为放大后的图像，但是与原来的图像相比会发觉比较模糊，因为在缩放的过程中已经丢失了一些信息，如果想在缩小和放大整个过程中减少信息的丢失，这些数据形成了拉普拉斯金字塔。

拉普拉斯金字塔在图像融合中有所应用，方法是首先对两个待融合图像求拉普拉斯残差金字塔，然后用模板对每一级残差图像进行融合得到融合后图像的残差金字塔，然后对这个金字塔进行重构就能得到最终的融合图像，图像各尺度细节得到保留。

四、实验内容

1、利用OpenCV 完成图像四个图像层方面的采样并显示。

依据OpenCV自带两种图像金字塔函数，实现四层图像采样并显示。

2、利用拉普拉斯图像金字塔原理，实现四层图像采样并显示。

五、实验步骤

（1）

#include

#include

using namespace cv;

int main()

{

//载?入¨?原-始o?图a?

IplImage*temp=cvLoadImage("lena.jpg");

//Mat srcImage = imread("lena.jpg"); //工?è程¨?目?录?下?应?|该?有?D一°?张?名?为a.jpg 的ì?素?材?图a?

Mat srcImage(temp);

Mat tmpImage,dstImage1,dstImage2;//临￠¨′时o?à变à?量￠?和¨a目?标à¨o图a?的ì?定?§义°? tmpImage=srcImage;//将?原-始o?图a?赋3给?临￠¨′时o?à变à?量￠?

//显?示o?原-始o?图a?

imshow("【?原-始o?图a?】?",srcImage);

//进?行D尺?寸??调ì??整?操¨′作á??

resize(tmpImage,dstImage1,Size(tmpImage.cols/2,tmpImage.rows/2),(0,0),(0,0),3);

resize(tmpImage,dstImage2,Size(tmpImage.cols*2,tmpImage.rows*2),(0,0),(0,0),3);

//显?示o?效?ì果?图a?

imshow("【?效?ì果?图a?】?之?一°?",dstImage1);

imshow("【?效?ì果?图a?】?之?二t",dstImage2);

waitKey(0);

return0;

}

#include

#include

using namespace cv;

int main()

{

//载?入¨?原-始o?图a?

IplImage*temp=cvLoadImage("lena.jpg");

//Mat srcImage = imread("1.jpg"); //工?è程¨?目?录?下?应?|该?有?D一°?张?名?为a.jpg的ì?素?材?图a?

Mat srcImage(temp);

Mat tmpImage,dstImage;//临￠¨′时o?à变à?量￠?和¨a目?标à¨o图a?的ì?定?§义°?

tmpImage=srcImage;//将?原-始o?图a?赋3给?临￠¨′时o?à变à?量￠?

//显?示o?原-始o?图a?

imshow("【?原-始o?图a?】?",srcImage);

//进?行D向¨°上|?取¨?样¨′操¨′作á??

pyrUp(tmpImage,dstImage,Size(tmpImage.cols*2,tmpImage.rows*2));

//显?示o?效?ì果?图a?

imshow("【?效?ì果?图a?1】?",dstImage);

//进?行D向¨°下?取¨?样¨′操¨′作á??

pyrDown(tmpImage,dstImage,Size(tmpImage.cols/2,tmpImage.rows/2));

//显?示o?效?ì果?图a?

imshow("【?效?ì果?图a?2】?",dstImage);

waitKey(0);

return0;

}

（2）搜索资料完成图像金字塔函数的编写

六、实验结果与分析