数字图像处理与机器视觉第二版

数字图像处理算法

图像的点运算

1. 灰度直方图

从图像的灰度直方图上可以很直观的看出图像的亮度和对比度特征。直方图的峰值位置说明了图像总体上的亮暗：如果图像较亮，则直方图的峰值出现在直方图的较右部分；如果图像较暗，则直方图的峰值出现在直方图的较左部分，从而曹成暗部细节难以分辨。如果直方图中只有中间某一小段非零值，则这张图像的对比度较低；反之，如果直方图的非零值分布很宽而且比较均匀，则图像的对比度较高。

2. 灰度的线性变换

线性灰度变换函数f(x)是一个一维线性函数：

DB f(DA) fADA fB

3. 灰度对数变换

对数变换的一般表达式为：

t clog(1 s)

其中c为尺度比例常数，s为源灰度值，t为变换后的目标灰度值。

由对数函数曲线克制，这种变化可以增强一幅图像中较暗部分的细节，从而可用来扩展被压缩的高值图像中的较暗像素，因此对数变换被广泛应用于频谱图像的现实中。

4. 伽马变换

伽马变换的一般表达式为：

y (x esp)

其中，x与y的取值范围均为[0,1]。esp为补偿系数， 为伽马系数。

伽马变换可以通过 的不同取值选择性的增强低灰度区域的对比度或者高灰度区域的对比度。

5. 灰度阈值变换

6. 分段线性变化

7. 直方图均衡化

直方图均衡化又称灰度均衡化

ISBN7-5084-2930-3 新世纪电子信息与自动化系列课程改革教材

数字图像处理与分析基础第二章 数字图像处理系统黄爱民 安向京 骆力

中国水利水电出版社

第二章数字图像处理系统

系统的构成 数字化设备 存储设备 处理设备 输出设备 处理软件

数字图像处理与分析基础

2.1系统的构成

构造特点

面向对象、面向应用 硬件、软件

基本成分

分类

专用、通用

数字图像处理与分析基础

硬件结构

图像数字化设备 图像处理设备(计算机) 图像显示设备 图像存储设备

数字图像处理与分析基础

图像处理系统构成图示

图像采集及 数字化设备

终端

输入图像存储

图像处理 设备

输出图像存储

图像显示 设备

程序库

图2-1 数字图像处理系统的构成数字图像处理与分析基础

图像处理系统构成2 图像采集：? 电信号(电流、电压) 图像数字化设备：将图像转换成计算机可以处理的数字 形式，通常用数字矩阵表示转换结果。 图像处理设备(计算机):包括硬件设备和软件两部分， 即图像存储设备、CPU、程序库等，其中软件或算法是本 课程研究的重点。 图像显示设备：包括永久显示设备和暂时显示设备 CRT、LED等为暂时显示设备 打印机、照片等可永久显示图象 显示设备的性能评价

视觉检测技术实验指导书 ——图像处理与分析部分

实验一：图像预处理实验（验证性实验）

一、实验目的与要求：

目的：通过本次实验，学生可以掌握图像读取、显示和保存的方法，掌握空间域增强方法和频率域增强方法。

要求：上机运行，调试通过。

二、实验方案：

1） 对附录中的练习1~11、练习13，进行上机运行和调试。 2） 对上述练习，改变一些函数的参数，观察运行结果的变化。

三、实验结果与数据处理

对每个练习，要求学生获得相应的实验结果。 四、结论

可以是对某些MATLAB函数如何使用的认识，也可以是学生的实验后的心得体会。

五、问题与讨论

1）在显示傅里叶频谱前，为什么常常进行对数变换？ 2）对实验中遇到的问题，进行讨论。

实验二：形态学处理、图像分割、表达与描述实验（验证性实验）

一、实验目的与要求：

目的：要求学生掌握形态学处理、图像分割和图像表达与描述的基本方法，掌握相关的MATLAB函数。

要求：上机运行，调试通过。

二、实验内容:

1） 对附录中的练习15~24、练习26、练习28~32，进行上机运行和调试。 2）对上述练习，改变一些函数的参数，观察运行结果的变化。

三、实验结果与数据处理

视觉检测技术实验指导书 ——图像处理与分析部分

实验一：图像预处理实验（验证性实验）

一、实验目的与要求：

目的：通过本次实验，学生可以掌握图像读取、显示和保存的方法，掌握空间域增强方法和频率域增强方法。

要求：上机运行，调试通过。

二、实验方案：

1） 对附录中的练习1~11、练习13，进行上机运行和调试。 2） 对上述练习，改变一些函数的参数，观察运行结果的变化。

三、实验结果与数据处理

对每个练习，要求学生获得相应的实验结果。 四、结论

可以是对某些MATLAB函数如何使用的认识，也可以是学生的实验后的心得体会。

五、问题与讨论

1）在显示傅里叶频谱前，为什么常常进行对数变换？ 2）对实验中遇到的问题，进行讨论。

实验二：形态学处理、图像分割、表达与描述实验（验证性实验）

一、实验目的与要求：

目的：要求学生掌握形态学处理、图像分割和图像表达与描述的基本方法，掌握相关的MATLAB函数。

要求：上机运行，调试通过。

二、实验内容:

1） 对附录中的练习15~24、练习26、练习28~32，进行上机运行和调试。 2）对上述练习，改变一些函数的参数，观察运行结果的变化。

三、实验结果与数据处理

范文范例 指导参考

第一章 导论

图像

是对客观存在对象的一种相似性的、生动性的描述或写真。 模拟图像

空间坐标和明暗程度都是连续变化的、计算机无法直接处理的图像 数字图像

空间坐标和灰度均不连续的、用离散的数字（一般整数）表示的图像（计算机能处理）。是图像的数字表示，像素是其最小的单位。

数字图像处理（Digital Image Processing）

利用计算机对数字图像进行（去除噪声、增强、复原、分割、特征提取、识别等）系列操作，从而获得某种预期的结果的技术。（计算机图像处理） 数字图像处理的特点

（1）处理精度高，再现性好。 （2）易于控制处理效果。 （3）处理的多样性。 （4）图像数据量庞大。

（5）图像处理技术综合性强。 数字图像处理的目的

（1）提高图像的视感质量，以达到赏心悦目的目的。 （2）提取图像中所包含的某些特征或特殊信息。

（3）对图像数据进行变换、 编码和压缩， 以便于图像的存储和传输。 数字图像处理的主要研究内容

（1）图像的数字化（2）图像的增强（3）图像的恢复 （4）图像的编码（5）图像的重建（6）图像的分析

数字图像处理—实验二

一．实验内容：

⑴直方图均衡化（Histogram equalization），⑵直方图匹配（Histogram matching），

二．实验目的：

加强直方图均衡化和直方图匹配的图像增强技术的认识和了解。学会用Matlab中的下列函数对输入图像进行上述2类运算；感受各种不同的直方图图像增强处理方法对最终图像效果的影响。 Imhist；histeq；

三．实验步骤：

1．仔细阅读Matlab帮助文件中有关以上函数的使用说明，能充分理解其使用方法并能运用它们完成实验内容。

2．将mountain.jpg图像文件读入Matlab，对其作直方图均衡化。显示运算前后该图像的直方图，处理后的图像和灰度变换函数。 figure; subplot(2,2,1);

i1=imread('D:\\images\\mountain.jpg'); i1=im2double(i1);

imshow(i1);title('Input Image'); subplot(2,2,2); imhist(i1); subplot(2,2,3); T1=histeq(i1);

imshow(T1);title('Out Image'); imwrite

数字图像处理

实验报告二

学院：计算机与信息工程学院

班级：通信工程 学号：1208224034

姓名：李琰延

河南师范大学计算机与信息技术学院

计算机与信息工程学院综合性、设计性实验报告

专业：通信工程 年级/班级：2012级 2014—2015学年第一学期 课程名称 数字图像处理 指导教师 段新涛 学号姓名 1208224034 李琰延 实验地点 计科楼 216 实验时间 2014.10.14 项目名称 图像的代数运算 实验类型 综合性 一、实验目的

1．了解图像的算术运算在数字图像处理中的初步应用。

2．

体会图像算术运算处理的过程和处理前后图像的变化。

二、实验仪器或设备 (1) PC计算机

(2) MatLab软件/语言包括图像处理工具箱(Image Processing Toolbox) (3) 实验所需要的图片

三、总体设计（设计原理、设计方案及流程等）

1．设计原理：图像的代数运算是图像的标准算术操作的实现方法，是两幅输入图像之间进行的点对点的加、减、乘、除运算后得到输出图像的过程。如果输入图像为A(x,y)和B(x,y)

1 灰度直方图

在数字图象处理中，一个最简单和最有用的工具是灰度直方图。该函数概括了一幅图象的灰度级内容。任何一幅图象的直方图都包括了可观的信息，某些类型的图象还可由其直方图完全描述。直方图的计算是简单的，特别是当一幅图从一个地方被复制到另一个地方时，直方图的计算可以用非常低的代价来完成。

1.1 定义

灰度直方图是灰度级的函数，描述的是图象中具有该灰度级的象素的个数：其横坐标是灰度级，纵坐标是该灰度出现的频率（象素个数）。

1.2 直方图的性质

1.2.1 性质1

当一幅图象被压缩为直方图后，所有的空间信息都丢失了。直方图描述了每个灰度级具有的象素的个数，但不能为这些象素在图象中的位置提供任何线索。因此，任一特定的图象有唯一的直方图，但反之并不成立——极不相同的图象可以有着相同的直方图。无法解决目标形状问题。 1.2.2 性质2

具有可加性。如果一图象由两个不连接的区域组成，并且每个区域的直方图已知，则整幅图象的直方图是该两个区域的直方图之和。

1.3 直方图的用途

1.3.1 数字化参数

直方图给出了一个简单可见的指示，用来判断一幅图象是否合理地利用了全部被允许的灰度级范围。一般一幅数字图象应

数字图像处理

1研1305

班

数字图像处理电子技术2013-01

一、简述图像处理、图像分析、图像理解各自有什么特点。他们之间有哪些联系和区别？（14分）

答：图像处理指修改图像的外观，以达到美化或者其他的特殊效果。

图像分析指图像的元素形成，色彩范围，像素等内在的因素。

图像理解指研究图像所表达的深层涵义。

图像分析的结果可以用于图像处理，图像处理的结果可以左右图像理解，图像理解的深浅对图像处理和图像分析没有影响。

二、连续图像f （x,y）与数字图像Ｉ（r,c）中各量的含义分别是什么？他们有什么联系和区别？（14分）

答：f(x,y)表示二维图像在空间XY 中一个坐标点的位置（实际图像的尺寸是有限的，所以x 和y 的取值也是有限的），即f(x，y)中的x，y 分别代表一个点连续图像中的x 轴和y 轴的坐标，而f 则代表图像在点（x,y）的某种性质F 的数值（实际图像中各个位置上所具有的性质F 的取值也是有限的，所以F 得取值也是有限的）。F,x,y 的值可以是任意实数。图像在点（x,y）也可以有多重性质，此时可用矢量f 来表示。数字图像I（r，c）表示位于图像矩阵上第r 行，第c 列的元素幅值。其中I,c,r 的值都是整数。I(r，c)是通过对f(x，y)

数 字 图 像 处 理

学院：行姓名：学号：教师：时间：

12数信院 姜 晶 12202509 朱 杰 2014年10月

一 绪论1.1

人类传递信息的主要媒介是语音和图像。据统计，在人类接受的信息中，听觉信息占20%，视觉信息占60%，所以作为传递信息的重要媒体和手段——图像信息是十分重要的，俗话说“百闻不如一见”、“一目了然”，都反映了图像在传递信息中独到之处。

目前，图像处理技术发展迅速，其应用领域也愈来愈广，有些技术已相当成熟并产生了惊人的效益，当前图像处理面临的主要任务是研究心的处理方法，构造新的处理系统，开拓更广泛的应用领域。

数字图像处理（Digital Image Processing）又称为计算机数字图像处理，它是指将数字图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。数字图像处理最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一定水平，人们开始利用计算机来处理图形和数字图像信息。数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。早期的数字图像处理的