实验报告二 Matlab图像代数运算和几何变换

matlab图像处理实验报告《Matlab图像处理实验报告》摘要：本实验报告通过使用Matlab软件进行图像处理实验，对图像进行了灰度化、二值化、边缘检测、图像增强等处理，通过实验结果分析，验证了Matlab在图像处理领域的实用性和有效性。

1. 实验目的本实验旨在通过Matlab软件进行图像处理实验，掌握图像处理的基本方法和技术，提高对图像处理算法的理解和应用能力。

2. 实验原理图像处理是对图像进行数字化处理的过程，主要包括图像获取、图像预处理、图像增强、图像分割和图像识别等步骤。

Matlab是一种功能强大的科学计算软件，具有丰富的图像处理工具箱，可用于图像的处理、分析和识别。

3. 实验内容（1）图像灰度化首先，通过Matlab读取一幅彩色图像，并将其转换为灰度图像。

利用Matlab 中的rgb2gray函数，将RGB图像转换为灰度图像，实现图像的灰度化处理。

（2）图像二值化接着，对灰度图像进行二值化处理，将图像转换为黑白二值图像。

利用Matlab 中的im2bw函数，根据设定的阈值对灰度图像进行二值化处理，实现图像的二值化处理。

（3）边缘检测然后，对二值图像进行边缘检测处理，提取图像的边缘信息。

利用Matlab中的edge函数，对二值图像进行边缘检测处理，实现图像的边缘检测处理。

（4）图像增强最后，对原始图像进行图像增强处理，改善图像的质量和清晰度。

利用Matlab 中的imadjust函数，对原始图像进行图像增强处理，实现图像的增强处理。

4. 实验结果分析通过实验结果分析，可以发现Matlab在图像处理领域具有较高的实用性和有效性。

通过Matlab软件进行图像处理实验，可以快速、方便地实现图像的处理和分析，提高图像处理的效率和精度，为图像处理技术的研究和应用提供了重要的工具和支持。

5. 结论本实验通过Matlab图像处理实验，掌握了图像处理的基本方法和技术，提高了对图像处理算法的理解和应用能力。

数字图像处理实验报告（matlab版）一．实验目的：熟悉数字图像处理中各种椒盐噪声的实质，明确各种滤波算法的的原理。

进一步熟悉matlab的编程环境，熟悉各种滤波算法对应的matlab函数。

实验结果给以数字图像处理课程各种算法处理效果一个更直观的印象。

二.实验原理:1．IPT(图像处理工具箱)基本函数介绍1. imread函数该函数用于从图形文件中读出图像。

格式A=IMRAED(FILENAME,FMT)。

该函数把FILENAME 中的图像读到A中。

若文件包含一个灰度图,则为二维矩阵。

若文件包含一个真彩图(RGB),则A为一三维矩阵。

FILENAME指明文件，FMT指明文件格式。

格式[X,MAP]=IMREAD(FILENAME,FMT).把FILENAME中的索引图读入X,其相应的调色板读到MAP中.图像文件中的调色板会被自动在范围[0,1]内重新调节。

FMT的可能取值为jpg 或jpeg,tif或tiff,bmp,png,hdf,pcx,xwd。

2.imwrite函数该函数用于把图像写入图形文件中。

格式IMWRITE(A,FILENAME,FMT)把图像A写入文件FILENAME中。

FILENAME指明文件名, FMT指明文件格式。

A既可以是一个灰度图,也可以是一个真彩图像。

格式IMWRITE(X,MAP,FILENAME,FMT)把索引图及其调色板写入FILENAME中。

MAP必须为合法的MATLAB调色板,大多数图像格式不支持多于256色的调色板。

FMT的可能取值为tif或tiff,jpg或jpeg,bmp,png,hdf,pcx,xwd。

3. imshow函数显示图像。

格式IMSHOW(I,N).用N级离散灰度级显示灰度图象I。

若省略N,默认用256级灰度显示24位图像,64级灰度显示其他系统。

格式IMSHOW(I,[LOW HIGH])，把I 作为灰度图显示。

LOW值指定为黑色,HIGH指定为白色，中间为按比例分布的灰色。

理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告（ 2012 —2013 学年第二学期）课程名称：图形图像处理开课实验室：信自444 2013年 5月 15日一、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)，输出图像为C(x,y)，则图像的代数运算有如下四种形式：C(x,y) = A(x,y) + B(x,y)C(x,y) = A(x,y) - B(x,y)C(x,y) = A(x,y) * B(x,y)C(x,y) = A(x,y) / B(x,y)图像的代数运算在图像处理中有着广泛的应用，它除了可以实现自身所需的算术操作，还能为许多复杂的图像处理提供准备。

例如，图像减法就可以用来检测同一场景或物体生产的两幅或多幅图像的误差。

使用MATLAB的基本算术符(+、-、*、/ 等)可以执行图像的算术操作，但是在此之前必须将图像转换为适合进行基本操作的双精度类型。

为了更方便地对图像进行操作，MATLAB 图像处理工具箱包含了一个能够实现所有非稀疏数值数据的算术操作的函数集合。

下表列举了所有图像处理工具箱中的图像代数运算函数。

表2-1 图像处理工具箱中的代数运算函数能够接受uint8和uint16数据，并返回相同格式的图像结果。

虽然在函数执行过程中元素是以双精度进行计算的，但是MATLAB工作平台并不会将图像转换为双精度类型。

代数运算的结果很容易超出数据类型允许的围。

例如，uint8数据能够存储的最大数值是255，各种代数运算尤其是乘法运算的结果很容易超过这个数值，有时代数操作（主要是除法运算）也会产生不能用整数描述的分数结果。

图像的代数运算函数使用以下截取规则使运算结果符合数据围的要求：超出数据围的整型数据将被截取为数据围的极值，分数结果将被四舍五入。

K=K+J1;endK=K/100;figure;imshow(K);结果截图：（2）编写MATLAB程序，实现一幅图像的乘法运算。

如P37的图3.7所示。

程序：clearI=imread('Lena.bmp');J=imread('Lena.bmp');K=imsubtract(I,J);K1=255-K;figure;imshow(I);title('有噪声的图');figure;imshow(J);title('原图');figure;imshow(K1); title('提取的噪声'); 截图：（3）编写MATLAB程序，实现一幅二值图像的基本逻辑运算。

如P39的图3.10所示。

程序：A=zeros(128);A(40:67,60:100)=1;figure(1);imshow(A);B=zeros(128);B(50:80,40:70)=1;figure(2);imshow(B);C=and(A,B);figure(3);imshow(C);D=or(A,B);figure(4);imshow(D);E=not(A);figure(5);imshow(E)截图：（4）编写MATLAB程序，实现一幅图像的旋转60度的运算。

如P44的图3.16所示。

程序：cleari=imread('Lena.bmp');J=imrotate(i,60,'bilinear');K=imrotate(i,60,'bilinear','crop');subplot(1,3,1),imshow(i);subplot(1,3,2),imshow(J);subplot(1,3,3),imshow(K);截图：（5）编写MATLAB程序，比较一幅图像采用三种不同插值法进行放大的效果。

佛山科学技术学院《MATLAB教程第二章实训》报告专业姓名成绩班级学号日期一、目的1.学习matlab的数据类型2.矩阵和数组的算术运算3.字符串4.时间和日期5.结构体和元胞数组6.多维数组7.逻辑运算和关系运算8.数组的信息获取9.多项式二、步骤1.学习matlab的数据类型Matlab R2010a定义了15种基本的数据类型，包括整型、浮点型、字符型和逻辑型等。

用户甚至可以定义自己的数据类型。

Matlab内部的任何数据类型，都是按照数组的形式进行储存和运算的。

数值型包括整数和浮点数，其中整数包括有符号数和无符号数，浮点数包括单精度型和双精度型。

在默认情况下，matlab默认将所有数值都按照双精度浮点数类型来存储和操作。

（1）常数和变量Matlab的常数采用十进制表示，可以用带小数点的形式直接表示，也可以用科学记数法。

数值的表示范围是10^-309-10^309。

变量是数值计算的基本单元。

Matlab与其他的高级语言不同，变量使用是无需先定义，其名称就是第一次合法出现时的名称，因此用起来很便捷。

Matlab的变量命名有一定的规则：a.变量区分字母的大小写。

例如，“a”和“A”是不同的变量。

b.变量名不能超过63个字符，第63个字符后的字符会被忽略。

c.变量名必须以字母开头，变量名的组成可以是任意字母、数字或者下划线，但不能有空格和标点符号。

d.关键字（如if\while等）不能作为变量名。

在matlab中的所有表示符号包括函数名、文件名都是遵循变量名的命名规则。

Matlab中有一些自己的特殊变量，是由系统预先自动定义的，例如：ans——运算结果的默认变量名Pi——圆周率πEps——浮点数的相对误差Inf或inf——无穷大Nan或nan——不定值i或j——i=j=-1^1/2，虚数单位Nargin——函数的输入变量数目Nargout——函数的输出变量数目Realmin——最小的可用正实数Realmax——最大的可用正实数（2）整数和浮点数Matlab提供了8种内置的整数类型，为了在使用时提高运行速度和存储空间，应该尽量使用字节少的数据类型，可以使用类型转换函数将各种整数类型强制相互转换。

《数字图像处理》实验报告学院：专业：班级：姓名：学号：实验一实验名称：图像增强实验目的：1.熟悉图像在Matlab下的读入，输出及显示；2.熟悉直方图均衡化；3.熟悉图像的线性指数等；4.熟悉图像的算术运算及几何变换.实验仪器：计算机，Matlab软件实验原理：图像增强是为了使受到噪声等污染图像在视觉感知或某种准则下尽量的恢复到原始图像的水平之外，还需要有目的性地加强图像中的某些信息而抑制另一些信息，以便更好地利用图像。

图像增强分频域处理和空间域处理，这里主要用空间域的方法进行增强。

空间域的增强主要有：灰度变换和图像的空间滤波。

图像的直方图实际上就是图像的各像素点强度概率密度分布图，是一幅图像所有像素集合的最基本统计规律，均衡化是指在每个灰度级上都有相同的像素点过程。

实验容如下：I=imread('E:\cs.jpg');%读取图像subplot(2,2,1),imshow(I),title('源图像')J=rgb2gray(I)%灰度处理subplot(2,2,2),imshow(J) %输出图像title('灰度图像') %在原始图像中加标题subplot(2,2,3),imhist(J) %输出原图直方图title('原始图像直方图')I=imread('E:\cs.jpg');%读取图像subplot(1,2,1),imshow(I);theta = 30;K = imrotate(I,theta);subplot(1,2,2),imshow(K)对数运算：I=imread('E:\dog.jpg');subplot(2,2,1),imshow(I),title('源图像')J=rgb2gray(I)%灰度处理subplot(2,2,2),imshow(J),title('灰度变换后图像') J1=log(1+double(J));subplot(2,2,3),imshow(J1,[]),title('对数变换后')指数运算:I=imread('E:\dog.jpg');f=double(I);g=(2^2*(f-1))-1f=uint8(f); g=uint8(g);subplot(1,2,1);subimage(f),title('变换一') subplot(1,2,2);subimage(g),title('变换二')加法运算：clc;clear all;close all; i = imread('E:\dog.jpg');j = imnoise(i,'gaussian',0,0.02);subplot(1,3,1),imshow(i),title('图一') subplot(1,3,2),imshow(j),title('图二') k=zeros(242,308); for p=1:100j = imnoise(i,'gaussian',0,0.02); j1 = im2double(j); k = k + j1; end k=k/100;subplot(1,3,3),imshow(k),title('图三')变换一200400600100200300400500变换二200400600100200300400500实验二实验名称：图像变换实验目的：（1）进一步对matlab的了解和使用；（2）学习如何在matlab中对数字图像的处理；实验原理：图像和其他信号一样，既能在空间域处理，也能在频率域处理。

实验报告课程名称医学图像处理实验名称图像运算专业班级姓名学号实验日期实验地点2015—2016学年度第 2 学期一、实验目的MATLAB的图像处理工具箱提供了图像运算函数。

本实验将具体介绍Matlab中的图像点运算、代数运算、几何和邻域操作运算。

二、实验环境1、硬件配置：处理器：Intel（R）Core(TM) i7-3770 CPU @3.40GHz 3.40GHz安装内存（RAM）：4.00GB 系统类型：64位操作系统2、软件环境：MATLAB R2013b软件三、实验内容利用Matlab对图像进行点运算、加法运算、减法运算、乘法运算、除法运算、改变图像的大小、旋转图像、图像的剪切、图像的邻域操作。

四、实验结果与分析（包括实验原理、数据的准备、运行过程分析、源程序（代码）、图形图象界面等）注：本项可以增加页数例1图像点运算skull=imread('skull.tif'); %读取图像subplot(131),imshow(skull) %生成一行三列三块区域，并在第一块区域绘制图像I=double(skull); %转换为双精度类型J=I*0.43+60; %利用该函数对输出图像进行压缩，使其对比度减小，图像变暗skull2=uint8(J); %转换为uint8subplot(132),imshow(skull2) %在第二块区域绘制图像J=I*1.5-60; %利用该函数对输出图像进行对比度级数拓展，使其对比度增强，图像变亮skull3=uint8(J); %转换为uint8subplot(133),imshow(skull3) %在第三块区域绘制图像运行结果：图1 原图像图2 对比度减小的图像图3 对比度增强的图像分析：1）subplot是用于将多个图像画到一个平面上的函数。

subplot(m,n,p,)中的m表示m行，n 表示n列，p表示从左到右的第几块区域；2）uint8表示8位无符号的整型数据类型，以此方式存储的图像称作8位图像；而Matlab中数值一般采用double型的存储和运算，因此在进行本题的灰度变换运算时，应先把skull图像转化为double格式；3）线性灰度变换函数当a=1，b=0时，输出图像像素不发生变化；当a=1，0b时，输≠出图像所有灰度值上移或下移；当1<a时，输出图像灰度级压缩，对比度减小，0<如图2所示；当1<aa时，输出图像灰度级拓展，对比度增强，如图3所示；当0>时，输出图像暗区域变亮，亮区域变暗，图像求反。

《数字图像处理实验报告》实验一图像的增强一.实验目的1.熟悉图像在MATLAB下的读写、输出；2.熟悉直方图；3.熟悉图像的线性指数等；4.熟悉图像的算术运算和几何变换。

二.实验仪器计算机、MATLAB软件三.实验原理图像增强是指根据特定的需要突出图像中的重要信息，同时减弱或去除不需要的信息。

从不同的途径获取的图像，通过进行适当的增强处理，可以将原本模糊不清甚至根本无法分辨的原始图像处理成清晰的富含大量有用信息的可使用图像。

其基本原理是：对一幅图像的灰度直方图，经过一定的变换之后，使其成为均匀或基本均匀的，即使得分布在每一个灰度等级上的像素个数．f=H等或基本相等。

此方法是典刑的图像空间域技术处理，但是由于灰度直方图只是近似的概率密度函数，因此，当用离散的灰度等级做变换时，很难得到完全平坦均匀的结果。

频率域增强技术频率域增强是首先将图像从空间与变换到频域，然后进行各种各样的处理，再将所得到的结果进行反变换，从而达到图像处理的目的。

常用的变换方法有傅里叶变换、DCT变换、沃尔什-哈达玛变换、小波变换等。

假定原图像为f(x，y)，经傅立叶变换为F(u，v)。

频率域增强就是选择合适的滤波器H(u,v)对F(u,v)的频谱成分进行处理，然后经逆傅立叶变换得到增强的图像。

四.实验内容及步骤1.图像在MATLAB下的读写、输出；实验过程：>> I = imread('F:\image\624baf9dbcc4910a.jpg');figure;imshow(I);title('Original Image');text(size(I,2),size(I,1)+15, ...'IMG_20170929_130307.jpg', ...'FontSize',7,'HorizontalAlignment','right');Warning: Image is too big to fit on screen; displaying at 25% > In imuitools\private\initSize at 86In imshow at 196Original Image2.给定函数的累积直方图。

《数字图像处理》实验报告学院：专业：班级：姓名：学号：实验一实验名称：图像增强实验目的：1.熟悉图像在Matlab下的读入，输出及显示；2.熟悉直方图均衡化；3.熟悉图像的线性指数等；4.熟悉图像的算术运算及几何变换.实验仪器：计算机，Matlab软件实验原理：图像增强是为了使受到噪声等污染图像在视觉感知或某种准则下尽量的恢复到原始图像的水平之外，还需要有目的性地加强图像中的某些信息而抑制另一些信息，以便更好地利用图像。

图像增强分频域处理和空间域处理，这里主要用空间域的方法进行增强。

空间域的增强主要有：灰度变换和图像的空间滤波。

图像的直方图实际上就是图像的各像素点强度概率密度分布图，是一幅图像所有像素集合的最基本统计规律，均衡化是指在每个灰度级上都有相同的像素点过程。

实验内容如下：I=imread('E:\cs.jpg');%读取图像subplot(2,2,1),imshow(I),title('源图像')J=rgb2gray(I)%灰度处理subplot(2,2,2),imshow(J) %输出图像title('灰度图像') %在原始图像中加标题subplot(2,2,3),imhist(J) %输出原图直方图title('原始图像直方图')0100200subplot(1,2,2),imshow(K)对数运算：I=imread('E:\dog.jpg');subplot(2,2,1),imshow(I),title('源图像')J=rgb2gray(I)%灰度处理subplot(2,2,2),imshow(J),title('灰度变换后图像') J1=log(1+double(J));subplot(2,2,3),imshow(J1,[]),title('对数变换后')指数运算:I=imread('E:\dog.jpg');f=double(I);g=(2^2*(f-1))-1f=uint8(f);g=uint8(g);subplot(1,2,1);subimage(f),title('变换一') subplot(1,2,2);subimage(g),title('变换二')100 200 300100 200 300加法运算：clc;clear all;close all;i = imread('E:\dog.jpg');j = imnoise(i,'gaussian',0,0.02); subplot(1,3,1),imshow(i),title('图一') subplot(1,3,2),imshow(j),title('图二') k=zeros(242,308);for p=1:100j = imnoise(i,'gaussian',0,0.02);j1 = im2double(j);k = k + j1;endk=k/100;subplot(1,3,3),imshow(k),title('图三')实验二实验名称：图像变换实验目的：（1）进一步对matlab的了解和使用；（2）学习如何在matlab中对数字图像的处理；实验原理：图像和其他信号一样，既能在空间域处理，也能在频率域处理。

Matlab数字图像处理实验指导实验目的：通过实验，深入理解和掌握图像处理的基本技术，提高动手实践能力。

实验环境：Matlab变成实验一图像的几何变换实验内容：设计一个程序，能够实现图像的各种几何变换。

实验要求：读入图像，打开图像，实现图像的平移变换、比例缩放、转置变换、镜像变换、旋转变换等操作。

实验原理：图像几何变换又称为图像空间变换，它将一幅图像中的坐标位置映射到另一幅图像中的新坐标位置。

学习几何变换的关键就是要确定这种空间映射关系，以及映射过程中的变化参数。

几何变换不改变图像的像素值，只是在图像平面上进行像素的重新安排。

一个几何变换需要两部分运算：首先是空间变换所需的运算，如平移、镜像和旋转等，需要用它来表示输出图像与输入图像之间的（像素）映射关系；此外，还需要使用灰度插值算法，因为按照这种变换关系进行计算，输出图像的像素可能被映射到输入图像的非整数坐标上。

设原图像f(x0,y0)经过几何变换产生的目标图像为g(x1,y1),则该空间变换（映射）关系可表示为：x1=s(x0,y0)y1=t(x0,y0)其中，s(x0,y0)和t(x0,y0)为由f(x0,y0)到g(x1,y1)的坐标换变换函数。

一、图像平移图像平移就是将图像中所有的点按照指定的平移量水平或者垂直移动。

二、图像镜像镜像变换又分为水平镜像和垂直镜像。

水平镜像即将图像左半部分和右半部分以图像竖直中轴线为中心轴进行对换；而竖直镜像则是将图像上半部分和下半部分以图像水平中轴线为中心轴进行对换。

三、图像转置图像转置是将图像像素的x坐标和y坐标呼唤。

图像的大小会随之改变——高度和宽度将呼唤。

四、图像的缩放图像缩放是指将图像大小按照指定的比率放大或者缩小。

图像缩放函数imresize();调用格式如下：B=imresize(A,Scale,method);参数A为要进行缩放的原始图像。

Scale为统一的缩放比例。

如果希望在x和y方向上以不同比例进行缩放，可用如下调用形式。