数字图像处理.docx

1、数字图像处理数字图像处理实验报告 学校：河北建筑工程学院 院系： 电气工程学院 班级： 电子132班 姓名： 杨腾腾 学号： 2013315235 第二章 图像处理基本知识1实验目的：（1）了解图像采集的硬件设备，获取一幅自己的头像(*.jpg)，作为后续实验的一个图像源；（2）练习MATLAB的一般使用，为其它几个实验做准备。2实验内容：（1）利用图像采集系统获取图像；（2）编写一个MATLAB程序对获取的图像文件（*.jpg）。将彩色图像转换为灰度图像。用imhist计算和显示灰度的统计特性，求其均值、标准差，并将图像反白。更详细的操作请参考讲解MATLAB使用的相关书籍或者该软件的在线帮

2、助文件。3实验要求：编写一完整的MATLAB程序。这里完整的MATLAB程序是指该程序应有一个用户界面窗口，读入的图像文件应显示在界面窗口里，在界面窗口中可以设置几个按钮，分别完成对所显示的图像进行上面（2）中所要求的操作。请保留该程序，后面的实验所编的程序都要求与此程序集成起来，提供一个统一的操作界面。4. 实验程序：I=imread(C:0.jpg);subplot(2,2,1);imshow(I);J=rgb2gray(I);subplot(2,2,2);imshow(J);subplot(2,2,3);imhist(J);Ave=mean2(J)SD=std2(double(J)s=s

3、ize(J);all_white=255*ones(s(1),s(2);all_white_uint8=uint8(all_white);K=imsubtract(all_white_uint8,J);subplot(2,2,4);imshow(K);imwrite(K,C:0_iverse.jpg)实验结果：Ave =105.655SD=51.94425. 实验总结：通过本次实验,我初步了解了MATLAB 的使用方法，通过命令式的语言来执行程序，简洁快速，同时也了解到它在数学和图像处理方面的重要应用，在今后的学习后会充分发挥它的作用！第四章 图像变换与二维数字滤波1实验目的：（1）了解图像正

4、逆变换的原理。（2）理解图像变换的系数特点（3）掌握常用图像变换的实现过程。（4）掌握图像的频谱分析方法。（5）了解图像变换在图像数据压缩等方法面的应用。（6）掌握二维数字滤波器的作用以及在图像滤波中的实际应用。2实验内容：（1）在MATLAB环境中，进行图像的离散傅立叶变换和离散余弦变换，观察图像的频谱并减少DCT系数，观察重建信号和误差信号，理解正交变化在压缩编码中的应用。（2）在MATLAB环境中，进行图像的离散小波变换，观察图像的近似图像的各方向的细节图像，观察重建图像，理解小波变换在图像特征检测中的应用。3实验要求：（1）说明实验采用的正交变换原理（2）分析重建图像、误差图像、变换系

5、数的关系。（3）通过实验结果说明三种变换的优点以及各自适应的应用场合。（4）分析图像的二维FIR滤波的结果和各种设计法的优缺点。4. 实验程序：(1) 傅里叶变换：I=imread(C:0.jpg);J=rgb2gray(I);subplot(2,2,1);imshow(J);F1=fft2(J);subplot(2,2,2);imshow(log(abs(F1)+1),0 10);F2=fftshift(F1);subplot(2,2,3);imshow(log(abs(F2)+1),0 10);实验结果：（2）DCT变换：I=imread(C:0.jpg);J=rgb2gray(I);su

6、bplot(1,2,1),imshow(J);K=dct2(J);subplot(1,2,2),imshow(log(abs(K)+1,0 10);实验结果：5. 实验总结：通过上机操作我知道了，正交变换和二维数字滤波广泛应用在图像增强、图像复原、特征提取、图像编码与压缩及形状分析方面。二维DCT常用于二维信号处理，典型应用是对于静止图像和运动图像进行性能优良的有损数据严肃。第五章 图像编码与压缩1实验目的：（1）了解图像的压缩编码原理。（2）掌握常用的图像压缩算法。2实验内容：（1）利用变换编码压缩图像信息。（2）计算压缩算法的性能。3实验要求：（1）说明压缩原理与算法。（2）原始图像和压缩

7、重构图像。（3）计算压缩性能，说明为什么同一压缩算法对不同的图像压缩效果不同。（4）心得和体会。4.实验程序：F=imread(C:0.jpg);figure(1);imshow(F);G=rgb2gray(F);dctG=dct2(G);figure(2);imshow(log(abs(dctG),);T1=5;T2=50;dctG(abs(dctG)T1)=0;idctF1=idct2(dctG);figure(3);imshow(idctF1,0 255);dctG(abs(dctG)=T K(i,j)=255; else K(i,j)=0; end endendsubplot(133)

8、; imshow(K)实验结果：T=90T=150(2) 梯度算子：I=imread(C:0.jpg);J=rgb2gray(I);imshow(J);BW1=edge(J,roberts);BW2=edge(J,prewitt);BW3=edge(J,sobel);BW4=edge(J,log);BW5=edge(J,canny);figure,imshow(BW1,);figure,imshow(BW2,);figure,imshow(BW3,);figure,imshow(BW4,);figure,imshow(BW5,);实验结果：5.实验总结图像分割以后，通常需要对分割的区域进行表示

9、和描述，以便计算机进一步处理。本次实验利用阈值分割图像，选取阈值分割值为T=80，改变阈值的话，可以看到，过高或过低的阈值都会影响分割的效果。图像分割在实际应用中有一定的作用，比如交通摄像机的车牌号的抓取，从整张图片中分割出关于车牌信息的图像，进一步提取车牌数字。对以后的进一步学习有很大帮助。第九章 形态学图像处理1.实验目的：（1）了解数学形态学的基本思想和方法。（2）掌握形态学基本运算。（3）学习设计形态学图像处理算法。2.实验内容：（1）用数学形态学运算取出图像噪声。（2）用形态学梯度（已膨胀图像减已腐蚀图像）来提取二值图像中对象的边界搜索。3.实验要求：（1）说明形态学算法。（2）原始

10、图像和去噪后的图像。（3）原始图像和边界图像。（4）心得和体会4.实验程序：D=imread(C:0.jpg);I=rgb2gray(D);subplot(2,3,1);imshow(I);title(灰度图像)J=imnoise(I,salt & pepper,0.04);subplot(2,3,2);imshow(J);title(噪声图像)se1=strel(square,2)D1=imopen(J,se1);%开闭运算去除噪声D2=imclose(D1,se1);subplot(2,3,3);imshow(D2);title(方形开闭后图像)se2=strel(disk,2)D3=im

11、open(J,se2);D4=imclose(D3,se2);subplot(2,3,4);imshow(D4);%采用范围半径为2的圆盘得到的D2比采用正方形的D4效果好title(圆盘开闭后图像)se3=strel(diamond,1)I1=imdilate(I,se3);%膨胀I2=imerode(I,se3);%腐蚀K1=I1-I2;%减法,用已经膨胀的图像减去已经腐蚀的图像提取对象的边界像素subplot(2,3,5);imshow(K1);title(diamond膨胀图像)se4=strel(square,3)I3=imdilate(I,se4);I4=imerode(I,se4

12、);K2=I3-I4;subplot(2,3,6);imshow(K2);title(方形膨胀图像)实验结果：5.实验总结数学形态学基于结构元素的基本思想以及作为基本运算的上、下确界关系表示反应了自然界中一类相当普遍的现象。通过本次实验，我了解到，图像通过灰值后会使得个别亮点变暗或者消失；灰值膨胀可以使得图像较暗的地方变亮，对于观察比较细致而又模糊的图像来说，可以使得图像清晰；具备了腐蚀和膨胀这两种基本灰值形态学运算的便是灰值开运算和闭运算。第十章 彩色图像处理1.实验目的（1）了解颜色空间的基本概念及转换原理。（2）能利用matlab工具箱和本章功能的有关公式，在RGB，YIQ，HSV，等颜

13、色空间中读显示彩色图像。2.实验内容（1）利用MATLAB图像处理工具箱中现有的函数在不同颜色空间中读取，显示彩图像。（2）根据转换公式，自己编制其他颜色空间转换函数，在该空间读取，显示彩色图像。3实验要求（1）利用MATLAB图像处理工具箱，photoshop读，写和显示彩色图像文件。（2）了解几种常见的颜色空间的概念。（3）记录读取变换处理后的图像。（4）列出上述MATLAB图像处理的程序界面。（5）心得和体会。4.实验程序：D=imread(C:0.jpg);K1=rgb2hsv(D);K2=rgb2ycbcr(D);K3=rgb2ntsc(D);K4=rgb2gray(D);K6=gr

14、ay2ind(D);%转换成索引图像X,map=imread(C:0.jpg);%将真彩图像RGB，颜色映射表为map的索引图像XK5=im2bw(X,map,0.2);%转换成二值图像subplot(4,2,1);imshow(D);title(RGB图像)subplot(4,2,2);imshow(K1);title(RGB转HSV图像)subplot(4,2,3);imshow(K2);title(RGB转YCBCR图像)subplot(4,2,4);imshow(K3);title(RGB转NTSC图像)subplot(4,2,5);imshow(K4);title(RGB转灰度图像)

15、subplot(4,2,6);imshow(K5);title(RGB转二值图像)subplot(4,2,7);imshow(K6);title(RGB转IND图像)subplot(4,2,8);imshow(K3(:,:,1);title(NTSC的Y分量=灰度图像)实验结果：5.实验总结实际应用中常用的颜色空间有很多，有RGB、HSV、HSI、YUV、YIQ、CMYK等。本次实验都是从RGB图像转换到别的空间的图像，从RGB到HSV、YCBCR、NTSC、灰度图像、二值图像等。其中HSV颜色空间广泛应用于计算机图像学、科学计算机可视化领域。它是一个均匀颜色空间。各个颜色空间的应用领域不同，比如，在彩色电视系统中采用的就是YUV色彩空间。通过此次学习，对专业知识有了进一步的深化和了解，知道了自己的不足和缺点，在以后的学习中我会更加努力。