数字图像处理报告.docx
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数字图像处理报告
数字图像处理报告
姓名:
张行
学号:
201203284
班级:
计科11202
序号:
31
院系:
计算机科学学院
1、实验目的
1.了解数字图像处理技术
2.通过上机实验编写算法实现各种功能
3.加深对数字图像处理的认识
二、实验原理
1. 模糊处理
（1）了解空间域图像模糊的各种方法；
（2）通过编写程序掌握采用直方图均衡化进行图像模糊的方法；
2. 图像旋转
（1）改变像素矩阵值，达到旋转的效果；
3. 图像锐化
（1）了解并掌握使用微分算子进行图像边缘检测的基本原理；
（2）编写程序使用Laplacian算子（二阶导数算子）实现图像锐化，进一步理解图像锐化的实质；
（3）掌握使用不同梯度算子（一阶导数算子）进行图像边缘检测的原理、方法，根据实验结果分析各种算子的工作效果；
三、实验内容
主要是图像的几何变换的编程实现,具体包括图像的读取、改写,图像模糊,图像的锐化,图像的旋转等.
具体要求如下:
1．编程实现图像模糊；
2．编程实现图像的锐化；
3．编程实现图像的旋转；
4．编程实现以任意角度对图像进行旋转变换
四、源代码
实现语言：
java
packagecn.lk.test1;
importjava.awt.*;
importjava.awt.event.*;
importjava.awt.image.*;
importjavax.swing.*;
importjava.io.*;
importjava.awt.geom.AffineTransform;
publicclassImagePanelextendsJPanel{
Imageimage;//被处理的图像
BufferedImagebufImage;//用于显示的缓冲区图像
BufferedImageoriginalBufImage;//原始缓冲区图像
Graphics2Dg2D;//图形环境
LookupTableLUT;//查找表
//载入图像
publicvoidloadImage（StringfileName）{
image=this.getToolkit（）.getImage（fileName）;//获取图像
MediaTrackermt=newMediaTracker（this）;//实例化媒体加载器mt.addImage（image,0）;//增加待加载图像到媒体加载器
try{
mt.waitForAll（）;//等待所有图像的加载完成
}catch（Exceptionex）{
ex.printStackTrace（）;//输出出错信息
}
//创建原始缓冲区图像
originalBufImage=new
BufferedImage（image.getWidth（this）,image.getHeight（this）,
BufferedImage.TYPE_INT_ARGB）;
g2D=originalBufImage.createGraphics（）;//创建缓冲区图像的图形环境
g2D.drawImage（image,0,0,this）;//传输源图像数据到缓冲区图像中
bufImage=originalBufImage;
repaint（）;//重绘组件
}
//过滤图
publicvoidapplyFilter（float[]data）{
if（bufImage==null）
return;//如果bufImage为空则直接返回
Kernelkernel=newKernel（3,3,data）;
ConvolveOpimageOp=newConvolveOp（kernel,ConvolveOp.EDGE_NO_OP,
null）;//创建卷积变换操作对象
BufferedImagefilteredBufImage=newBufferedImage（
image.getWidth（this）,image.getHeight（this）,
BufferedImage.TYPE_INT_ARGB）;//过滤后的缓冲区图像
imageOp.filter（bufImage,filteredBufImage）;//过滤图像，目标图像在filteredBufImage
bufImage=filteredBufImage;//让用于显示的缓冲区图像指向过滤后的图像
repaint（）;//重绘组件
}
//模糊图像
publicvoidblur（）{
if（bufImage==null）
return;
float[]data={
0.0625f,0.125f,0.0625f,
0.125f,0.025f,0.125f,
0.0625f,0.125f,0.0625f
};
applyFilter（data）;
}
//锐化图像
publicvoidsharpen（）{
if（bufImage==null）
return;
float[]data={
-1.0f,-1.0f,-1.0f,
-1.0f,9.0f,-1.0f,
-1.0f,-1.0f,-1.0f
};
applyFilter（data）;
}
//重载applyFilter方法
publicvoidapplyFilter（）{
LookupOplop=newLookupOp（LUT,null）;//根据查找表，创建查找过滤器
lop.filter（bufImage,bufImage）;//过滤图像
repaint（）;
}
publicvoidxuZh（intdegree,Colorbgcolor）{
intiw=bufImage.getWidth（）;//原始图象的宽度
intih=bufImage.getHeight（）;//原始图象的高度
intw=0;
inth=0;
intx=0;
inty=0;
degree=degree%360;
if（degree<0）
degree=360+degree;//将角度转换到0-360度之间
doubleang=Math.toRadians（degree）;//将角度转为弧度
/**
*确定旋转后的图象的高度和宽度
*/
if（degree==180||degree==0||degree==360）{
w=iw;
h=ih;
}elseif（degree==90||degree==270）{
w=ih;
h=iw;
}else{
doublecosVal=Math.abs（Math.cos（ang））;
doublesinVal=Math.abs（Math.sin（ang））;
w=（int）（sinVal*ih）+（int）（cosVal*iw）;
h=（int）（sinVal*iw）+（int）（cosVal*ih）;
}
x=（w/2）-（iw/2）;//确定原点坐标
y=（h/2）-（ih/2）;
BufferedImagerotatedImage=newBufferedImage（w,h,bufImage.getType（））;
Graphics2Dgs=（Graphics2D）rotatedImage.getGraphics（）;
if（bgcolor==null）{
rotatedImage=gs.getDeviceConfiguration（）.createCompatibleImage（w,
h,Transparency.TRANSLUCENT）;
}else{
gs.setColor（bgcolor）;
gs.fillRect（0,0,w,h）;//以给定颜色绘制旋转后图片的背景
}
AffineTransformat=newAffineTransform（）;
at.rotate（ang,w/2,h/2）;//旋转图象
at.translate（x,y）;
AffineTransformOpop=newAffineTransformOp（at,
AffineTransformOp.TYPE_BICUBIC）;
op.filter（bufImage,rotatedImage）;
bufImage=rotatedImage;
repaint（）;}
//恢复图像
publicvoidreset（）{
if（bufImage==null）return;
bufImage=originalBufImage;//
g2D.drawImage（image,0,0,this）;
repaint（）;//调用paint（）方法重绘组件
}
publicvoidpaint（Graphicsg）{
super.paintComponent（g）;
//如果bufImage非空，则在组件上绘制它
if（bufImage!
=null）{
Graphics2Dg2=（Graphics2D）g;
g2.drawImage（bufImage,（this.getWidth（）-bufImage.getWidth（））/2,
（this.getHeight（）-bufImage.getHeight（））/2,this）;
}}
}
packagecn.lk.test1;
importjava.awt.*;
importjava.awt.event.*;
importjava.awt.image.*;
importjavax.swing.*;
importjava.io.*;
importjavax.swing.JFrame;
publicclassPicOptionextendsJFrameimplementsActionListener{
privateJPaneljPanel=newJPanel（）;//面板jPanel用于容纳模糊、锐化、还原图像按钮
privateJButtonbuttonFile;//打开图像文件按钮
privateJButtonbuttonBlur;//模糊图像按钮
privateJButtonbuttonSharpen;//锐化图像按钮
privateJButtonbuttonXuZh;//旋转图片
privateJButtonbuttonReset;//还原图像按钮
ImagePanelimagePanel=newImagePanel（）;//创建ImagePanel对象用于绘制图像
//构造函数
publicPicOption（）{
super（"图片处理"）;
ContainercontentPane=getContentPane（）;//得到容器
buttonFile=newJButton（"打开图像文件"）;//实例化组件
buttonFile.addActionListener（this）;//增加事件监听
buttonBlur=newJButton（"模糊图像"）;
buttonBlur.addActionListener（this）;
buttonSharpen=newJButton（"锐化图像"）;
buttonSharpen.addActionListener（this）;
buttonXuZh=newJButton（"旋转图片"）;
buttonXuZh.addActionListener（this）;
buttonReset=newJButton（"还原图片"）;
buttonReset.addActionListener（this）;
buttonReset.setEnabled（false）;
jPanel.add（buttonBlur）;//增加组件到面板上
jPanel.add（buttonSharpen）;
jPanel.add（buttonXuZh）;
jPanel.add（buttonReset）;
contentPane.add（jPanel,BorderLayout.SOUTH）;//增加组件到容器上
contentPane.add（buttonFile,BorderLayout.NORTH）;
contentPane.add（imagePanel,BorderLayout.CENTER）;//设置窗口
this.setSize（900,600）;//设置窗口大小
this.setLocation（200,50）;//设置窗口出现的位置
this.setVisible（true）;//设置窗口可见
this.setDefaultCloseOperation（JFrame.EXIT_ON_CLOSE）;//关闭窗口时退出程序
}
publicstaticvoidmain（String[]args）{
newPicOption（）;
}
@Override
publicvoidactionPerformed（ActionEvente）{
JButtonbutton=（JButton）e.getSource（）;//获取事件源
//打开图像文件按钮buttonFile事件处理
if（button==this.buttonFile）{
JFileChooserchooser=newJFileChooser（）;//实例化文件选择器chooser.setFileSelectionMode（JFileChooser.FILES_ONLY）;//设置文件打开模式为仅打开文件
chooser.setCurrentDirectory（newFile（"."））;//设置文件选择器当前目录
//设置图像文件过滤器
chooser.setFileFilter（newjavax.swing.filechooser.FileFilter（）{
publicbooleanaccept（Filefile）{//可接受的文件类型
Stringname=file.getName（）.toLowerCase（）;
returnname.endsWith（".gif"）
||name.endsWith（".jpg"）
||name.endsWith（".jpeg"）
||file.isDirectory（）;
}
publicStringgetDescription（）{//文件描述
return"图像文件"}}）;
intresult=chooser.showOpenDialog（this）;//显示文件选择对话框
if（result==JFileChooser.APPROVE_OPTION）{//得到用户行为
StringfileName=chooser.getSelectedFile（）.getAbsolutePath（）;//得到选择的文件名
imagePanel.loadImage（fileName）;//截入图像并显示
}
}
//模糊图像按钮buttonBlur事件处理
elseif（button==this.buttonBlur）
imagePanel.blur（）;//模糊图像
buttonReset.setEnabled（true）;//设置还原图像按钮可用
}
//锐化图像按钮buttonSharpen事件处理
elseif（button==this.buttonSharpen）{
imagePanel.sharpen（）;//锐化图像
buttonReset.setEnabled（true）;//设置还原图像按钮可用
}
//旋转图片事件处理
elseif（button==this.buttonXuZh）{
imagePanel.xuZh（30,Color.black）;
buttonReset.setEnabled（true）;
}
//还原图像按钮buttonReset事件处理
elseif（button==this.buttonReset）{
imagePanel.reset（）;//还原图像
buttonReset.setEnabled（false）;//设置还原图像按钮不可用
}}
}
五、实验结果
1.实验原图
2.模糊
3.锐化
2.旋转
5、实验小结
通过本次实验，让我能熟练的运用java语言来编写代码，掌握了java语言文件操作的一些基本函数及其含义。
领悟到了编程过程中，变量定义的重要性。
以及对数字图像处理知识的掌握及应用。
了解了图像的处理过程以及如何读取，写入，获取像素点。
对数字图像处理有了更深的了解，以后会更加努力学习知识，让自己不打断成长。
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