数字图像处理实验报告(matlab)

学院：自动化学院 班级：电081班 姓名：李林树 学号：40850099

2011年10月

数字图像处理

实验一 直方图均衡化

一、 实验目的：

1. 熟悉图像数据在计算机中的存储方式； 2. 掌握图像直方图均衡化这一基本处理过程。

二、 实验条件：

PC微机一台和MATLAB软件。

三、 实验内容：

1. 读入图像数据到内存中，并显示读入的图像； 2. 实现直方图均衡化处理，显示处理前后图像的直方图。 3. 显示并保存处理结果。

四、 实验步骤：

1．打开Matlab编程环境；

2．获取实验用图像。用’imread’函数将图像读入Matlab；用’imshow’函数显示读入的图像。

3．获取输入图像的直方图：用’imhist’函数处理图像。 4．均衡化处理：用’histeq’函数处理图像即可。

5．获取均衡化后的直方图并显示图像：用’imhist’和’imshow’函数。 6．保存实验结果：用’imwrite’函数处理。

五、 实验程序及结果：

1、实验程序

subplot(6,2,1);

i=imread('test1-1.jpg'); imhist(i);title('test1-1 hist'); subplot(6,2,2); i=im2double(i);

imshow(i);title('test1-1 ?-í???'); subplot(6,2,3); s=histeq(i);

imhist(s);title('test1-1 balancedhist'); subplot(6,2,4);

imshow(s);title('test1-1 ?ùoa?ˉoóμ?í???');

2

数字图像处理

subplot(6,2,5);

i=imread('test1-2.jpg'); imhist(i);title('test1-2 hist'); subplot(6,2,6); i=im2double(i);

imshow(i);title('test1-2 ?-í???'); subplot(6,2,7); s=histeq(i);

imhist(s);title('test1-2 balancedhist'); subplot(6,2,8);

imshow(s);title('test1-2 ?ùoa?ˉoóμ?í???');

subplot(6,2,9);

i=imread('test1-3.jpg'); imhist(i);title('test1-3 hist'); subplot(6,2,10); i=im2double(i);

imshow(i);title('test1-3 ?-í???'); subplot(6,2,11); s=histeq(i);

imhist(s);title('test1-3 balancedhist'); subplot(6,2,12);

imshow(s);title('test1-3 ?ùoa?ˉoóμ?í???');

3

数字图像处理

2、实验结果

test1-1 hist5000005000005000005000000.10.20.30.40.50.6test1-3 hist0.70.80.91test1-3 原图像50100150test1-2 balancedhist200250test1-2 均衡化后的图像0.10.20.30.40.50.6test1-2 hist0.70.80.91test1-2 原图像50100150test1-1 balancedhist200250test1-1 均衡化后的图像test1-1 原图像50000050100150test1-3 balancedhist200250test1-3 均衡化后的图像5000000.10.20.30.40.50.60.70.80.91

六、 实验思考

1. 数字图像直方图均衡化之后直方图为什么不是绝对平坦的？

答：直方图均衡化是将一已知灰度概率密度分布的图像，经过某种变换，变成一幅具有均匀灰度概率密度分布的新图像。因此在对图像进行均衡化处理时，只将直方图上灰度分布较密的部分拉伸，较稀疏的部分压缩，使图像的对比度在总体上得到增强，因此数字图像直方图均衡化之后直方图为什么不是绝对平坦的。

2. 如何实现图像局部直方图均衡化？

答：对图像中每个像素点所在的淋浴范围求出弧度转换函数，然后仅应用于该中心点处。先在定义的邻域内计算灰度直方图，然后利用这一直方图来获得关于直方图均衡化的灰度变换函数，实现该邻域内中心像素点的增强，然后将邻域的中心移到相邻的像素并重复以上过程。

4

数字图像处理

实验二 频域平滑滤波

一、 实验目的：

1. 熟悉图像数据在频率域的表示； 2. 掌握频域图像增强的基本步骤。

二、 实验条件：

PC微机一台和MATLAB软件。

三、 实验内容：

1. 综合利用所学的数字图像基本存储结构、图像变换、图像增强等知识实现频率

域图像增强；

2. 在频率域进行用半径值分别为5，15，30，80和230的理想低通滤波器对图像进行平滑，并观察滤波效果。

四、 实验步骤：

1．打开Matlab编程环境；

2．获取实验用图像。用’imread’函数将图像读入Matlab；用’imshow’函数显示读入的图像。

3．将图像’uint8’格式转换为’double’格式，并将各点数据乘以-1的（x+y）次方以便FFT变换后的结果中低频数据处于图像中央。

4．用’fft2’函数对图像数据进行二维FFT变换，得到频率域图像数据。 5．计算频率域图像的幅值并进行对数变换，利用’imshow’显示频率域图像。 6．在频率图像上去除滤波半径意外的数据（置0）。

7．计算频率域图像的幅值并进行对数变换，利用’imshow’显示频率域图像。 8．用’fft2’函数对图像数据进行二维FFT逆变换，并用’real’函数取其实部，得到处理过的空间域图像数据。

9．将图像数据各点数据乘以-1的（x+y）次方。

10．用’imshow’函数显示处理结果图像数据，并用’imwrite’函数保存图像处理结果数据。

5

数字图像处理

五、 实验程序及结果：

1、实验程序

I=imread('test2.jpg');

subplot(1,2,1),imshow(I);title('test2 ?-í???'); f=double(I); g=fft2(f); g=fftshift(g); [M,N]=size(g);

m=fix(M/2);n=fix(N/2);clc for i=1:M for j=1:N

d=sqrt((i-m)^2+(j-n)^2); if d>r h=0; else h=1; end

result(i,j)=h*g(i,j); end end

result=ifftshift(result); J1=ifft2(result); J2=unit8(real(J1));

subplot(1,2,2),imshow(J2);title('àí??μíí¨??2¨′|àíoóμ?í???'); imwrite(J2,'J2.jpg')

6

数字图像处理

2、实验结果

r=5

r=15

r=30

7

数字图像处理

r=80

r=230

六、 实验思考

1. 在FFT变换前后，为什么要将各点数乘以-1的（x＋y）次方？不乘能否实现

低滤波？

答：在FFT变换前后，将各点数乘以-1的（x+y）次方，是为了将图像处理后它的中低频数据处于图像中央位置。

2. 与空间域图像增强相比，频率域图像处理有什么优点？

答：频率域图像处理是把图像看成一种二维信号，对其进行基于二维傅里叶变化的信号增强；空间域图像增强的方法是直接对图像中的像素进行处理的过程。

8

数字图像处理

实验三 图像去噪

一、 实验目的：

1. 熟悉图像高斯噪声的特点；

2. 掌握利用中值滤波器去除图像噪声的方法。

二、 实验条件：

PC微机一台和MATLAB软件。

三、 实验内容：

编写代码实现中值滤波算法，并观察增强效果。

四、 实验步骤：

1. 打开Matlab 编程环境。

2. 利用’imread’ 函数读入包含噪声的原始图像数据。 3. 利用’imshow’ 显示所读入的图像数据。

4. 编写代码实现中值滤波算法，并对原始噪声图像进行滤波处理。 5. 利用’imshow’ 显示处理结果图像数据。 6. 利用’imwrite’函数保存图像处理结果数据。

五、 实验程序及结果：

1、实验程序

I=imread('test3.jpg'); subplot(1,2,1);

imshow(I);title('test3 原图像'); L=medfilt2(I,[5 5]); subplot(1,2,2);

imshow(L);title('test3 中值滤波图像'); imwrite(L,'L.jpg');

9

数字图像处理

2、实验结果

test3 原图像test3 中值滤波图像

六、 实验思考

1. 与均值滤波相比，中值滤波算法的处理速度是快还是慢？

答：中值滤波算法处理速度快。均值滤波对一个像素，取其周围的像素均值作为当前像素的值；中值滤波对一个像素，取其周围的像素的中间值作为当前像素的值，不需要求出均值，因此中值滤波算法较快。

2. 如何实现中点滤波算法，它的速度比中值滤波算法快还是慢？

答：先得到图像的频率空间，然后对得到的二维空间数据进行比较得到最大值和最小值，求这两个值的平均值得到。它比中值滤波算法慢。

10

数字图像处理

☆实验总结：

1．对MATLAB软件的操作开始时不太熟悉，许多语法和函数都不会使用，写出程序后，调试运行，最开始无法显示图像，检查原因，是有些标点符号没有在英文状态下输入和一些其他的细节，今后务必注意。

2．动手能力和自学能力有进一步提高，平日要多加练习，熟悉操作环境。尤其是这款软件是英文版的，所以会造成一些语言上的不适应。熟能生巧，多加练习就能很快适应了。

11

数字图像处理

☆实验总结：

1．对MATLAB软件的操作开始时不太熟悉，许多语法和函数都不会使用，写出程序后，调试运行，最开始无法显示图像，检查原因，是有些标点符号没有在英文状态下输入和一些其他的细节，今后务必注意。

2．动手能力和自学能力有进一步提高，平日要多加练习，熟悉操作环境。尤其是这款软件是英文版的，所以会造成一些语言上的不适应。熟能生巧，多加练习就能很快适应了。

11

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/k738.html