2.实验二 图像的基本运算

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实验二 图像的基本运算

一、实验目的与要求

1. 2.

掌握图像代数运算和几何变换的基本原理

了解图像代数运算和几何变换的简单应用及MATLAB实现

二、实验设备与软件

1. 2.

PC计算机系统

MATLAB软件,包括图像处理工具箱(Image Processing Toolbox)

3. 实验图片

三、实验原理及知识点 1.图像的代数运算

代数运算是指对两幅或两幅以上输入图像进行点对点的加、减、乘、除运算而得到目标图像的运算。图像处理代数运算的4种基本形式如下:

上式中,A(x,y)和B(x,y)是输入图像,C(x,y)是输出图像。 2.图像的缩放

数字图像的比例缩放是指将给定的图像在x方向和y方向按相同的比例a缩放,从而得到一幅新的图像,又称为全比例缩放。如果x方向和y方向缩放的比例不同,则图像的比例缩放会改变图像像素间的相对位置,产生几何畸变。设原始图像中的点A0(x0,y0)比例缩放后,在新图像中的对应点为A1(x1,y1),则A0(x0,y0)和A1(x1,y1)之间的坐标关系可表示如下:

3.图像的旋转

设原始图像的任意点A0(x0,y0)经旋转角度?以后得到新的位置A(x,y)。图像的旋转可以用矩阵形式表示如下。

?x??cos?????y????sin??1??0???sin?cos?00??x0????0??y0??1????1??x1??a00??x0????????x1?ax0?y1???0a0??y0?,即?y?ay0?1??001??1??1??????图像旋转之后也可以根据新点求解原始新点的坐标,其矩阵表示形式如下:

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四、实验内容及步骤 1.图像的代数运算

?x0??cos?????y0???sin??1??0????sin?cos?00??x????0??y??1????1?选择两幅图像,一幅是源图像,一幅为背景图像,采用正确的图像代数运算方法,分别实现图像叠加、混合图像的分离和图像的局部显示效果。

(1)选取两幅大小一样的图像Fig2.22(a).jpg和finger.bmp,将两幅图像进行加法运算。程序如下:

(2)选择(1)中得到的混合图像lenna_finger.jpg,将混合图像与背景图像finger.bmp做减法运算,得到源图像,程序如下:

(3)程序实现一幅尺寸为300×300像素的灰度图像作为掩模模板,对于需要留下来的区域,掩模图像的像素值置为1,而在需要被抑制掉的区域,掩模图

像的像素值置为0,程序如下:

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2.图像的缩放

对一幅图像实现按比例缩小和不按比例任意缩小的效果,以及图像的成倍放大和不按比例放大效果。

选取一幅灰度图像Fig2.22(a).jpg,分别将图像比例放大1.5倍,比例缩小0.7倍,非比例放大到620×380像素,非比例缩小到80×180像素。程序如下:

3.图像的旋转

将图像Fig12.18(a1).jpg分别旋转45度和90度,与原图像相比,观察它们的区别。

读取图像Fig12.18(a1).jpg,设置旋转角度分别 45度和90度,采用图像旋转函数imrotate对图像进行旋转,程序如下:

五、考核要点

1. 图像的代数运算:

任意两幅图片相叠加得到一幅混合图像,将此混合图像减去其中的一幅原图像能得到另一幅原图像吗?通过以上实验小结各种图像代数运算的应用特点。

2. 图像的缩放:

由非比例缩放得到的图像能够恢复到原图像吗?为什么? 3. 图像的旋转:

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图像的旋转会导致图像失真吗?若有,有什么办法可以解决这个问题? 六、实验报告要求

完整记录实验的详细步骤,用数据和图片说明各步中获得的实验结果,程序添加的注释要详尽,并进行必要的讨论,需包括原始图像及其计算/处理后的图像。

七、附加题(选作)

采用“双线性插值”算法,实现图像Fig2.22(a).jpg比例放大2.4倍,要求注释源程序,显示运行结果图。

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本文来源:https://www.bwwdw.com/article/l9oa.html

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