数字图像处理实验指导书图像频域增强

《数字图像处理》实验指导书

实验一 数字图像文件基本类型转换

一、实验目的

1. 了解Matlab支持4种图像类型：灰度图像、二值图像、索引图像和RGB图像。 2. 学会运用MATLAB实现4种类型之间的转换。 3. 熟练掌握在MATLAB中如何读取和存储图像。

4. 掌握图像间的基本运算。

二、实验原理

数字图像处理就是将图像信号转换成数字格式并利用计算机对其进行一系列的操作，以得到所期望的结果。它基本的步骤可分为图像信息的获取、存储、处理、传输、输出和显示。 数字图像处理的基本方法包括图像数字化、图像变换、图像增强、图像恢复、图像压缩编码、图像分割、图像分析与描述和图像识别分类。应用领域则是非常广泛，主要包括有宇宙探测、通信工程、遥感、生物医学、工业生产、军事公安、信息安全和信息检索等。 1、数字图像的特点

⑴相比于语音等其他信号，图像具有信息量大、占用频带宽的特点。在图像通信中，有限信道根本无法实时传输图像，这对图像频带压缩提出了很高的要求。

⑵像素间相关性大。在同一帧内各相邻像素间具有相同或相近的灰度可能性很大，而运动图像的相邻帧相关性更大。这些都说明数字图像中存在着大量的冗余，通过减少或消除这些冗余，进行图像压缩的可

数字图像处理与传输

实验一 灰度图像的对比度线性展宽

一、实验目的

让学生通过使用对图像采用线性对比度展宽的方法进行处理，获得对图像画质的改善。

二、实验原理与方法

对比度线性展宽处理，其实质是对图像灰度值的一个线性映射——通过这种方式来实现突出图像中重要信息的目的。通常情况下，处理前后的图像灰度级是相同的，即处理前后的图像灰度级都为[0，255]。那么，从原理上讲，我们就只能通过抑制非重要信息的对比度来腾出空间给重要信息进行对比度展宽。

g(i,j) 255 gb ? ? ga ? 0

f(i,j)

fa fb 255 图1.1 对比度线性展宽映射关系

设原图像的灰度为f(i,j)，处理后的图像的灰度为g(i,j)，对比度线性展宽的原理示意图如图1.1所示。假设原图像中我们关心的景物的灰度分布在[fa，

fb]区间内，处理后的图像中，我们关心的景物的灰度分布在[ga，gb]区间内。在这里?g?(gb?ga)??f?(fb?fa)，也就是说我们所关心的景物的灰度级得到了展宽。根据图中所示的映射关系中分段直线的斜率我们可以得出线性对比度展宽的计算公式：

1

数字图像处理与传输

?f(i,j)，

实验一：

图像增强（一）

一、实验目的

1、用灰度线性或分段线性变换与直方图均衡化对图像进行增强。 2、比较采用不同方法对图像进行增强处理的效果。

二、实验预习要求

1、复习《数字图像处理》中灰度变换与直方图修正的部分 2、认真预习本实验内容，熟悉实验步骤

三、实验原理

略

四、实验仿真软件 《DIP数字图像处理》软件 五、实验内容与步骤

（一）准备工作

1、熟悉《DIP数字图像处理》软件的使用

2、掌握《DIP数字图像处理》软件有关直方图查看、灰度变换、灰度拉伸和直方图均衡化的使用及参数调整。 （二）实验步骤

1、利用《DIP数字图像处理》软件打开实验一指定处理图像miss.bmp。 2、查看并记录miss.bmp图像直方图。

3、用《DIP数字图像处理》软件点运算—>线性变换，分别使用变换斜率为2，1.5，0.6对原始图像进行线性变换，分别记录变换后的图像及直方图。

4、用《DIP数字图像处理》软件点运算—>灰度拉伸，分别使用图1，图2和图3中的变换曲线对原始图像进行变换，分别记录变换后的图像及直方图

图1

图2

图3

5、用《DIP数字图像处理》软件点运算—>灰度均衡对原始图像做直方图均衡化处理，记录变换后的图像及其直方图；

六、

数字图像处理与传输

实验一 灰度图像的对比度线性展宽

一、实验目的

让学生通过使用对图像采用线性对比度展宽的方法进行处理，获得对图像画质的改善。

二、实验原理与方法

对比度线性展宽处理，其实质是对图像灰度值的一个线性映射——通过这种方式来实现突出图像中重要信息的目的。通常情况下，处理前后的图像灰度级是相同的，即处理前后的图像灰度级都为[0，255]。那么，从原理上讲，我们就只能通过抑制非重要信息的对比度来腾出空间给重要信息进行对比度展宽。

g(i,j) 255 gb ? ? ga ? 0

f(i,j)

fa fb 255 图1.1 对比度线性展宽映射关系

设原图像的灰度为f(i,j)，处理后的图像的灰度为g(i,j)，对比度线性展宽的原理示意图如图1.1所示。假设原图像中我们关心的景物的灰度分布在[fa，

fb]区间内，处理后的图像中，我们关心的景物的灰度分布在[ga，gb]区间内。在这里?g?(gb?ga)??f?(fb?fa)，也就是说我们所关心的景物的灰度级得到了展宽。根据图中所示的映射关系中分段直线的斜率我们可以得出线性对比度展宽的计算公式：

1

数字图像处理与传输

?f(i,j)，

《数字图像处理》

实验指导书编写：罗建军

海南大学三亚学院 2009年4月

《数字图像处理》实验指导书 1

一、概述

实验项目：图像处理程序编程 运行环境：Windows XP/2000 编程工具：Visual C++ 6.0 主要内容：

(1) 建立程序框架，实现图像的读取、保存、显示；

(2) 编写颜色处理、几何变换、平滑锐化等图像处理代码，并实现其调用； (3) 自行编写实现扩展的图像处理功能。

二、建立程序框架

1. 新建应用程序

运行Visual C++ 6.0；

点击菜单“文件——新建”，打开“新建”对话框；

点击“工程”选项页；选中“MFC AppWizard(exe)”；在“位置”编辑框中确定适当的存储路径；在“工程名称”编辑框中输入DIP???，其中???为自己姓名的拼音缩写，如DIPLJJ；按“确定”按钮，进入向导过程。 2. 应用程序向导

步骤1：选择“单文档”，其它不变， 步骤2：不作改变，点击“下一步”； 步骤3：不作改变,

步骤4：取消“打印和打印预览”；按下“高级”按钮，在“文件扩展名”编辑框中输入bmp，关闭；点击“下一步”；

步骤5：选择“作为静态的DLL”，点击“下一步”；

步骤6：将CDIPLJJVi

《数字图像处理》

实验指导书

山东建筑大学 信息与电气工程学院

2016年6月

目 录

实验守则 ??????????????????????????1 实验一 实验二实验三实验四实验五实验六灰度变换与空间域滤波????????????????? 2 图像频域滤波???????????????????? 10 图像形态学处理???????????????????17 图像分割?????????????????????? 21 图像的几何变换 ?????????????????? 27 数字图像处理应用?????????????????? 29

实 验 守 则

为了加强实验室管理，提高实验教学质量，培养学生理论联系实际的学风，提高实际操作技能，确保人身和设备的安全，特制定如下守则：

1．实验前要认真预习，了解实验目的、实验原理、实验线路、实验步骤及欲测的物理量。熟悉和实验有关的仪器设备的用途、使用方法及注意事项。能回答指导教师的提问。

2．每个实验小组要选出组长1名，实验时要认真分工，轮流当记录员和操作者，以便每个人都能得到较全面的训练。实验线路接好后，各组学生要自行检查，然后请指导教师检查，经检查无误后方可接

数字图像处理

实验指导书

赵泉华

请各位同学在考试之前上交以下4

个实验指导书

1 Matlab图像处理基本操作 2 Matlab图像增强 3 Matlab图像变换 4 Matlab图像分割

实验一 MATLAB图像处理基本操作

一、实验目的与要求

1．熟悉及掌握在MATLAB中能够处理哪些格式图像。 2．熟练掌握在MATLAB中如何读取图像。

3．掌握如何利用MATLAB来获取图像的大小、颜色、高度、宽度等等相关信息。

4．掌握如何在MATLAB中按照指定要求存储一幅图像的方法。 5．图像间如何转化。

二、实验原理及知识点

1、数字图像的表示和类别

一幅图像可以被定义为一个二维函数f(x,y),其中x和y是空间(平面)坐标，f 在任何坐标处(x,y)处的振幅称为图像在该点的亮度。灰度是用来表示黑白图像亮度的一个术语，而彩色图像是由单个二维图像组合形成的。例如，在RGB彩色系统中，一幅彩色图像是由三幅独立的分量图像(红、绿、蓝)组成的。因此，许多为黑白图像处理开发的技术适用于彩色图像处理，方法是分别处理三副独立的分量图像即可。

图像关于x和y坐标以及振幅连续。要将这样的一幅图像转化为数字形式，就要求数字化坐标和振幅。将坐标值数字化成为取样；

数字图像处理实验报告

实验三、图像的频域处理

一、实验类型：综合性实验 二、实验目的

1. 掌握二维傅里叶变换的原理。 2. 掌握二维傅里叶变换的性质。

三、实验设备：安装有MATLAB 软件的计算机 四、实验原理

傅里叶变换在图像增强、图像分析、图像恢复和图像压缩等方面扮演 着重要的角色。在计算机上使用傅里叶变换常常涉及到该变换的另一种形 式——离散傅里叶变换（DFT ）。使用这种形式的傅里叶变换主要有以下两 方面的理由：

·DFT 的输入和输出都是离散的，这使得计算机处理更加方便； ·求解DFT 问题有快速算法，即快速傅里叶变换（FFT ）。

MATLAB 函数fft,fft2 和fftn 可以实现傅里叶变换算法，分别用来计算 1 维DFT、2 维DFT 和n 维DFT。函数ifft,ifft2 和ifftn 用来计算逆DFT。 下面结合一个例子进行演示。

（1）创建一个矩阵f，代表一个二值图像。 f=zeros(30,30); f(5:24,13:17)=1;

imshow(

《数字图像处理》实验指导书 1

《数字图像处理》

实验指导书

一、概述 ........................................................................................................................... 2 二、建立程序框架 ........................................................................................................... 2 三、建立图像类 ............................................................................................................... 3 四、定义图像文档实现图像读/写 ................................................................................ 10 五、实现图像显示 .................

数字图像处理实验报告

一、

实验目的

1熟悉MATLAB基本图像操作；

2结合实例学习如何在程序中增加图像处理算法；

3理解和掌握图像的线性变换和直方图均衡化的原理和应用；

4了解平滑处理的算法和用途，学习使用均值滤波、中值滤波和拉普拉斯锐化进行图像增强处理的程序设计方法；

5了解噪声模型及对图像添加噪声的基本方法。

二、 实验原理

1 灰度线性变换就是将图像中所有点的灰度按照线性灰度变换函数进行变换。

g(x,y)?T[f(x,y)]

0?f(x,y)?a??f(x,y)?g(x,y)???[f(x,y)?a]?ga a?f(x,y)?b

??[f(x,y)?b]?gb?f(x,y)?255b?x?1,2,?,m, y?1,2,?n

2 直方图均衡化通过点运算将输入图像转换为在每一级上都有相等像素点数的输出图

像。按照图像概率密度函数PDF的定义：

pr(rk)?nk k?0,1,2,...,L?1 nkk通过转换公式获得：

sk?T(rk)??pr(rj)??j?0j?0njn k?0,1,2,...,L?1

3 均值（中值）滤波是指在图像上，对待处理的像素