北航数字图像处理报告

数字图像处理实验报告

实验结果

第二次试验

实验结果图如下，第一张为原图，第2,3张分别为加入椒盐噪声3和椒盐噪声5的图像。

均值滤波

均值滤波是典型的线性滤波算法，他在图像的目标像素上加了一个模板，该模板包括了其周围的临近像素。再用模板中的全体像素的平均值来代替原来像素值。均值滤波也称为线性滤波，其采用的主要方法为领域平均法。3*3模板是把每个像素都用周围的8个像素来做均值操作。可以平滑图像，速度快，算法简单。但是无法完全去掉噪声，只能微弱的减弱它。同时这样会使得图像变得模糊。

中值滤波

中值滤波法是一种非线性平滑技术，它将每一像素点的灰度值设置为该点某邻域窗口内的所有像素点灰度值的中值.

1：通过从图像中的某个采样窗口取出奇数个数据进行排序

2：用排序后的中值取代要处理的数据即可

中值滤波法可以很好地消除椒盐噪声，在光学测量条纹图象的相位分析处理方法中有特殊作用，但如在图像中含有较多的点线等细节信息，使用中值滤波的方法将很可能导致这些信息丢失。

中值滤波在图像处理中,常用于用来保护边缘信息,是经典的平滑噪声的方法

如图为使用中值滤波对椒盐噪声污染的图片进行滤波后的效果图。滤波效果较均值滤波好得多。

高斯滤波

由于高斯函数的傅立叶变换仍是高斯函数, 因此高斯函数能构成一个在频域具有平滑性能的低通滤波器。可以通过在频域做乘积来实现高斯滤波。均值滤波是对是对信号进行局部平均, 以平均值来代表该像素点的灰度值。矩形滤波器(Averaging Box Filter)对这个二维矢量的每一个分量进行独立的平滑处理。通过计算和转化 ,得到一幅单位矢量图。这个512×512的矢量图被划分成一个8×8的小区域 ,再在每一个小区域中 ,统计这个区域内的主要方向 ,亦即将对该区域内点方向数进行统计,最多的方向作为区域的主方向。于是就得到了一个新的64×64的矢量图。这个新的矢量图还可以采用一个3×3模板进行进一步的平滑。

第三次实验，Robert、Sobel算子

下图为原图

Sobel 算子

Sobel算子是加权平均，邻域的像素对当前像素产生的影响不是

等价的，所以距离不同的像素具有不同的权值，对算子结果产生的影响也不同。一般来说，距离越远，产生的影响越小。

Sobel x

Sobel y

Sobel xy:

以上三幅图片分别为经sobelx sobely sobelxy处理过后的图像，从图像中可以看出，sobelx sobely分别检测了原图中x y方向的边缘，而sobelxy对x y方向的边缘均有检测。通过改变阈值，可以修改检测的边缘的宽度。

Roberts 算子

边缘定位准，但是对噪声敏感。适用于边缘明显且噪声较少的图像分割。Roberts边缘检测算子是一种利用局部差分算子寻找边缘的算子。

Robert中值滤波后

比较该算子和sobel算子可以发现，该算子检测的边缘不是很平滑，而且该算子对噪声很敏感，检测除了原图中的很多噪声，使得噪声变得非常显眼，相较于sobel算子效果较差，而且边缘很宽图像较模糊。为了降低噪声的影响，对其检测边缘后的图片再经中值滤波后效果得到改善，图像较清楚。

Kirsch算子

该算子可以很好地检测出图像的边缘，而且可以检测图像的方向，他有8个卷积核，之后求取最大量作为该像素点的灰度值。该算子可以很好地抑制噪声对边缘检测的影响。

Kirsch算子处理后的图像

从图像中可以看出，该算子对图像处理后，边缘检测效果较好，没有明显的噪声影响。

第四次实验

直方图均衡化

通常用来增加许多图像的全局对比度，尤其是当图像的有用数据的对比度相当接近的时候。通过这种方法，亮度可以更好地在直方图上分布。这样就可以用于增强局部的对比度而不影响整体的对比度，直方图均衡化通过有效地扩展常用的亮度来实现这种功能。

对比以上四幅图片可以看出，原图的动态范围集中在较小的区域，且原图看起来较模糊，无法分辨细节。通过直方图均衡化之后，可以发现图像变得清晰，而且看起来更加舒服，从直方图可以看出，图像的动态范围得到变大，即图片应用的灰度范围更加广泛。图片有效地利用了更多的灰度。

实验感想

从这次数字图像处理实验课上，我感觉我学到了很多。首先，我们从课堂上得到的都是一些理论知识，是对数字图像处理的理性认识，但

我们想要获取数字图像处理的感性认识则必须通过实验，因为实验，我们才明白了数字图像处理的实际应用是个什么样子，也让我们了解了抽象的模板等处理过后的图片到底是什么样子的。加深了我们对这些知识的记忆，使得我们可以更好地学习数字图像处理知识。另外通过这次实验课我们也学习了很多c语言的知识，加深了对c语言知识的掌握和编程能力。但我认为此次数字图像处理实验也存在一些不足。最主要的就是，我们虽然在大一学过c语言，但是因为一来年代久远，很久不用，很多知识生疏了。二来数字图像处理的c语言部分更是没有接触过，导致很多同学在进行实验的过程中因为c语言缠身了一些障碍，所以我想老师可否在课上更加仔细地介绍一些与c语言有关的知识。这样一来可以让我们对c语言的知识再进行一次复习，二来可以让我们的实验课进行地更加顺利。这样我们就可以更好地进行数字图像处理部分的实验而不必在c语言上进行不必要的时间浪费。