数字图像实验三图像增强
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图像处理实验报告图像处理实验报告一、引言图像处理是计算机科学与工程领域的一个重要研究方向,它涉及到对数字图像进行获取、处理、分析和显示等一系列操作。
本实验旨在通过使用图像处理技术,对一幅给定的数字图像进行处理和分析,以探索图像处理的原理和应用。
二、实验目的本实验有以下几个目的:1. 理解图像处理的基本概念和原理;2. 掌握图像处理的常用技术和方法;3. 熟悉图像处理软件的使用。
三、实验步骤1. 图像获取在本实验中,我们选择了一张风景图作为实验对象。
该图像是通过数码相机拍摄得到的,保存在计算机中的文件格式为JPEG。
我们使用图像处理软件将该图像导入到程序中,以便进行后续的处理和分析。
2. 图像预处理在进行图像处理之前,我们需要对图像进行预处理。
预处理的目的是去除图像中的噪声、平滑图像的边缘等。
我们使用了均值滤波和中值滤波两种常用的图像平滑方法。
通过对比两种方法的效果,我们可以选择合适的方法来进行图像预处理。
3. 图像增强图像增强是指通过一系列的操作,使得图像在视觉上更加鲜明、清晰、易于观察。
在本实验中,我们使用了直方图均衡化和灰度拉伸两种图像增强方法。
直方图均衡化通过对图像的像素值进行变换,使得图像的直方图更加均匀,从而增强图像的对比度。
灰度拉伸则是通过对图像的像素值进行线性变换,将图像的灰度范围拉伸到更广的范围内,从而增强图像的细节。
4. 图像分割图像分割是将图像分成若干个互不重叠的区域,每个区域具有一定的意义和特征。
在本实验中,我们使用了阈值分割和边缘检测两种图像分割方法。
阈值分割是指通过设置一个合适的阈值,将图像中的像素分为两个类别。
边缘检测则是通过检测图像中的边缘信息,将图像分割为不同的区域。
5. 图像特征提取图像特征提取是指从图像中提取出具有一定意义和特征的信息。
在本实验中,我们选择了纹理特征和颜色特征两种常用的图像特征提取方法。
纹理特征提取通过对图像的纹理进行分析,提取出图像的纹理特征。
图像增强原理的应用实验报告1. 引言图像增强是数字图像处理中的一项重要技术,通过改善图像质量,使图像在视觉上更加清晰、鲜明和易于解析。
本实验旨在探究图像增强原理的应用,并对不同的图像增强算法进行评估和比较。
2. 实验方法本实验使用Python编程语言,在Jupyter Notebook环境下进行实验,主要使用了以下几个库: - OpenCV:用于图像的读取和处理。
- NumPy:用于数组和矩阵的处理。
- Matplotlib:用于图像的显示和绘图。
实验步骤如下: 1. 导入所需的库。
2. 读取待处理的图像。
3. 实现不同的图像增强算法,包括直方图均衡化、自适应直方图均衡化等。
4. 比较不同算法的效果,包括图像的对比度、亮度和细节增强等方面。
5. 对实验结果进行分析和总结。
3. 实验结果实验中使用了一张室外风景照片作为待处理图像。
下面列出了不同图像增强算法的实验结果:3.1 直方图均衡化直方图均衡化是一种常用的图像增强算法,通过重新分布图像像素的灰度级来增强图像的对比度。
实验结果显示,直方图均衡化可以有效地增强图像的对比度,使暗部和亮部细节更加清晰。
3.2 自适应直方图均衡化自适应直方图均衡化是对传统直方图均衡化算法的改进,它根据图像局部的统计信息进行直方图均衡化,避免了全局均衡化带来的图像过度增强的问题。
实验结果表明,自适应直方图均衡化能够更好地保留图像的细节,并且对于不均匀光照的图像效果更好。
3.3 其他图像增强算法除了直方图均衡化和自适应直方图均衡化,还有许多其他图像增强算法可以应用于不同的图像处理任务,如图像去噪、边缘增强等。
这些算法的实验结果因具体应用场景而异,需要根据实际需要进行选择和评估。
4. 分析与讨论根据实验结果,可以看出不同的图像增强算法对图像的处理效果有所不同。
直方图均衡化能够提高图像的对比度,但对于光照不均匀的图像可能产生过度增强的效果。
自适应直方图均衡化通过局部统计信息进行直方图均衡化,能够更好地保留图像的细节。
图像增强实验报告图像增强实验报告引言:图像增强是数字图像处理中的重要技术之一,它可以通过改变图像的亮度、对比度、色彩等参数,使图像更加清晰、细节更加突出。
本实验旨在探究不同图像增强方法对图像质量的影响,并比较它们的效果。
一、实验目的通过实验比较不同的图像增强方法,包括直方图均衡化、拉普拉斯算子增强、灰度变换等,对图像质量的影响,了解各种方法的优缺点,为实际应用提供参考。
二、实验步骤1. 实验准备:准备一组包含不同场景、不同光照条件下的图像样本,以及实验所需的图像处理软件。
2. 直方图均衡化:将图像的直方图进行均衡化,使得图像的像素值分布更加均匀,从而提高图像的对比度和亮度。
3. 拉普拉斯算子增强:使用拉普拉斯算子对图像进行边缘增强,突出图像的细节和纹理。
4. 灰度变换:通过调整图像的灰度级别,改变图像的亮度和对比度,使图像更加清晰明亮。
5. 实验结果分析:对比不同图像增强方法处理后的图像,分析它们在视觉效果上的差异,并根据实验结果评估各种方法的优劣。
三、实验结果与讨论在本次实验中,我们选择了一张室内拍摄的暗淡图像作为样本进行增强处理。
首先,我们对该图像进行了直方图均衡化处理。
结果显示,通过直方图均衡化,图像的亮度和对比度得到了明显的提升,细节也更加清晰可见。
然而,由于直方图均衡化是全局处理,可能会导致图像的局部细节过于突出,从而影响整体视觉效果。
接下来,我们采用了拉普拉斯算子增强方法。
通过对图像进行边缘增强,图像的纹理和细节得到了突出展示。
然而,拉普拉斯算子增强也存在一定的局限性,对于噪声较多的图像,可能会导致边缘增强过程中出现伪影和锯齿现象。
最后,我们尝试了灰度变换方法。
通过调整图像的灰度级别,我们改变了图像的亮度和对比度,使图像的细节更加突出。
与直方图均衡化相比,灰度变换方法更加灵活,可以根据实际需求对图像进行个性化的调整。
综合对比三种图像增强方法的实验结果,我们可以得出以下结论:直方图均衡化适用于对整体亮度和对比度进行提升的场景;拉普拉斯算子增强适用于突出图像的边缘和纹理;灰度变换方法可以根据实际需求对图像进行个性化调整。
第三章图像增强一.填空题1. 我们将照相机拍摄到的某个瞬间场景中的亮度变化范围,即一幅图像中所描述的从最暗到最亮的变化范围称为____动态范围__。
2.所谓动态范围调整,就是利用动态范围对人类视觉的影响的特性,将动态范围进行__压缩____,将所关心部分的灰度级的变化范围扩大,由此达到改善画面效果的目的。
3. 动态范围调整分为线性动态范围调整和__非线性调整___两种。
4. 直方图均衡化把原始图的直方图变换为分布均匀的形式,这样就增加了象素灰度值的动态范围从而可达到增强图像整体对比度的效果。
基本思想是:对图像中像素个数多的灰度值进行__展宽_____,而对像素个数少的灰度值进行归并,从而达到清晰图像的目的。
5. 数字图像处理包含很多方面的研究内容。
其中,__图像增强_的目的是将一幅图像中有用的信息进行增强,同时将无用的信息进行抑制,提高图像的可观察性。
6. 灰级窗,是只将灰度值落在一定范围内的目标进行__对比度增强___,就好像开窗观察只落在视野内的目标内容一样。
二.选择题1. 下面说法正确的是:(B )A、基于像素的图像增强方法是一种线性灰度变换;B、基于像素的图像增强方法是基于空间域的图像增强方法的一种;C、基于频域的图像增强方法由于常用到傅里叶变换和傅里叶反变换,所以总比基于图像域的方法计算复杂较高;D、基于频域的图像增强方法比基于空域的图像增强方法的增强效果好。
2. 指出下面正确的说法:(D )A、基于像素的图像增强方法是一种非线性灰度变换。
B、基于像素的图像增强方法是基于频域的图像增强方法的一种。
C、基于频域的图像增强方法由于常用到傅里叶变换和傅里叶反变换,所以总比基于图像域的方法计算复杂较高。
D、基于频域的图像增强方法可以获得和基于空域的图像增强方法同样的图像增强效果。
3.指出下面正确的说法:(D )①基于像素的图像增强方法是一种非线性灰度变换。
②基于像素的图像增强方法是基于空域的图像增强方法的一种。
数字图像处理实验指导书目录实验一MATLAB数字图像处理初步实验二图像的代数运算实验三图像增强-空间滤波实验四图像分割3实验一 MATLAB数字图像处理初步一、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;将振幅数字化成为量化。
采样和量化的过程如图1所示。
因此,当f的x、y分量和振幅都是有限且离散的量时,称该图像为数字图像。
作为MATLAB基本数据类型的数值数组本身十分适于表达图像,矩阵的元素和图像的像素之间有着十分自然的对应关系。
图1 图像的采样和量化根据图像数据矩阵解释方法的不同,MA TLAB把其处理为4类:➢亮度图像(Intensity images)➢二值图像(Binary images)➢索引图像(Indexed images)➢RGB图像(RGB images)(1) 亮度图像一幅亮度图像是一个数据矩阵,其归一化的取值表示亮度。
若亮度图像的像素都是uint8类或uint16类,则它们的整数值范围分别是[0,255]和[0,65536]。
若图像是double类,则像素取值就是浮点数。
数字图像处理中的图像增强技术数字图像处理技术是一门综合性的学科,涵盖了图像获取、存储、传输、分析、识别和处理等多个方面。
其中,图像增强技术是非常重要的一环,它可以提高图像的质量和清晰度,从而更好地为人类的观察和分析服务。
图像增强是指利用数字图像处理技术,对原始图像进行处理操作,以改善图像的质量和特征的一种技术。
其中,常用的图像增强技术包括直方图均衡化、空间域滤波、频域滤波、非线性滤波、小波变换等多种方法。
一、直方图均衡化直方图均衡化是一种常用的图像增强技术,它可以改善图像的亮度和对比度。
其原理是将原图像的灰度直方图进行变换,使得原本集中在某一区域的灰度值分散到整个图像上,从而增强图像的细节。
直方图均衡化对于灰度分布比较均匀的图像效果更好,但对于灰度分布不均匀的图像效果可能不如其他方法。
二、空间域滤波空间域滤波是一种通过在图像的空间域中进行像素值的操作,以改善图像质量的方法。
其主要思想是通过对邻域像素值的加权平均或其他运算,来进行图像的滤波操作。
其中,常用的空间域滤波方法包括均值滤波、中值滤波、高斯滤波、李媛滤波等。
这些方法都可以用来平滑图像、去噪或增强图像的细节,但不同方法的效果和适用范围不同。
三、频域滤波频域滤波是一种利用图像的频域信息来进行图像增强的方法。
它利用傅里叶变换或小波变换等变换将图像从时域转换到频域,从而可以更好地分析图像的频谱信息。
在频域上,可以进行各种滤波操作,如低通滤波、高通滤波、带通滤波等,从而对图像进行增强。
不过,频域滤波操作非常耗时,对于大规模图像来说,可能会遇到计算量过大的问题。
四、非线性滤波非线性滤波是一种通过非线性操作改善图像质量的方法,其主要思想是通过对图像的局部像素进行运算,消除或加强图像的一些特征。
其中,最广泛使用的是中值滤波,它能够有效地去除图像中的噪声,并保持图像边缘的清晰度。
除此之外,还有一些非线性滤波方法,如自适应中值滤波、漂移滤波、边缘保护滤波等,它们可以根据不同的应用场景,针对不同的图像特征进行优化。
实验报告班级:08108班姓名:王胤鑫 09号学号:08210224一、实验内容给出噪声图像Girl_noise.jpg,请选择合适的图像增强算法,给出你认为最优的增强后的图像。
可以使用Matlab - Image Processing Toolbox 中的处理函数。
原始图像如下:二、算法分析对于给出的图像中有灰色的噪声,因此首先处理灰色的线条,根据其方差的大小来判断其所在行。
对于两条白色的噪声,根据与前后两行的对比来判断其所在位置。
程序中设定灰色线条处理的均方差门限为0.1,白线处理的标准为与前后两行的差值超过0.2(转换为double型)。
滤除噪声之后再通过中值滤波、拉普拉斯图像增强等方式对图像进行处理。
三、matlab 源程序clear all;clc;f=imread('girl_noise.jpg');figure,imshow(f),title('原始图像');[m,n]=size(f);f0= im2double(f); % 整型转换为double 类f1=f0;std_i=zeros(1,m-2);%灰线处理for i=2:m-1%灰线处理std_i(i-1)=std(f0(i,:));if(std_i(i-1)<0.1)for j=1:mf0(i,j)=(f0(i-1,j)+f0(i+1,j))/2;endendfigure,imshow(f0),title('滤除灰线后的图像');fz=f0-f1;[r,c]=find(fz~=0);%寻找灰线噪声的位置f2=f0;change=0;count=0;for i=3:m-2%白线处理for j=1:mif(abs(f0(i,j)-f0(i-1,j))>0.2&&abs(f0(i,j)-f0(i+1,j))>0.2)count=count+1;endif(count>n*0.8)count=0;change=1;break;endendif(change==1)for k=1:mf0(i,k)=(f0(i-1,k)+f0(i+1,k))/2;endchange=0;count=0;endendfigure,imshow(f0),title('滤除白线后的图像');fz1=f2-f0;[r1,c1]=find(fz1~=0); %寻找白线噪声的位置fn = medfilt2(f0); %反射对称填充figure, imshow(fn),title('中值滤波后的图像');f0 = im2double(fn); % 整型转换为double 类g =2*f0- imfilter(f0,w4, 'replicate'); % 增强后的图像figure, imshow(g),title('高提升滤波图像(A=2)');四、图像处理结果五、结果分析从上面结果可以看出,带状噪声处理部分,已经基本将带状噪声去除。
实验报告课程名称数字图像处理导论专业班级_______________姓名_______________学号_______________电气与信息学院和谐勤奋求是创新2.编写函数w = genlap lacia n(n),自动产生任一奇数尺寸n的拉普拉斯算子,如5×5的拉普拉斯算子w = [ 1 1 1 1 11 1 1 1 11 1 -24 1 11 1 1 1 14.采用不同的梯度算子对b lurry_moon.tif进行锐化滤波,并比较其效果。
[I,m ap]=im read('trees.tif');I=double(I);subplo t(2,3,1)imshow(I,m ap);title(' Original Im age');[Gx,Gy]=gradie nt(I); % gradie n t calcul ationG=sqrt(Gx.*Gx+Gy.*Gy); % matrixJ1=G; % gradie nt1subplo t(2,3,2)imshow(J1,m ap);title(' Operator1 Im age');J2=I; % gradie nt2 K=find(G>=7);J2(K)=G(K);subplo t(2,3,3)im show(J2,m ap);title(' Operator2 Im age');J3=I; % gradie n t3 K=find(G>=7);J3(K)=255;subplo t(2,3,4)im show(J3,m ap);title(' Operator3 Im age');J4=I; % gradie n t4 K=find(G<=7);J4(K)=255;subplo t(2,3,5)im show(J4,m ap);title(' Operator4 Im age');J5=I; % gradie nt5 K=find(G<=7);J5(K)=0;Q=find(G>=7);J5(Q)=255;subplo t(2,3,6)im show(J5,m ap);title(' Operator5 Im age');5.自己设计锐化空间滤波器,并将其对噪声图像进行处理,显示处理后的图像;附录:可能用到的函数和参考结果**************报告里不能用参考结果中的图像1)采用3×3的拉普拉斯算子w = [ 1, 1, 1; 1 – 8 1; 1, 1, 1]滤波I=im read('moon.tif');T=double(I);subplo t(1,2,1),im show(T,[]);title('Origin al Im age');w =[1,1,1;1,-8,1;1,1,1];K=conv2(T,w,'sam e');subplo t(1,2,2)im show(K);title('Laplacian Transf orm ation');图2.9 初始图像与拉普拉斯算子锐化图像2)编写函数w = genlap lacia n(n),自动产生任一奇数尺寸n的拉普拉斯算子,如5×5的拉普拉斯算子:w = [ 1 1 1 1 11 1 1 1 11 1 -24 1 11 1 1 1 11 1 1 1 1]functi on w = genlap lacia n(5)%Com put es the Laplac ian operat orw = ones(n);x = ceil(n/2);w(x, x) = -1 * (n * n - 1);3)分别采用5×5,9×9,15×15和25×25大小的拉普拉斯算子对blurry_mo on.tif进行锐化滤波,并利用式完成图像的锐化增强,观察其有何不同,要求在同一窗口中显示。
《数字图像处理及MATLAB实现》图像增强与平滑实验一.实验目的及要求1、熟悉并掌握MA TLAB 图像处理工具箱的使用;2、理解并掌握常用的图像的增强技术。
二、实验设备MATLAB 6.5 以上版本、WIN XP 或WIN2000 计算机三、实验内容(一)研究以下程序,分析程序功能;输入执行各命令行,认真观察命令执行的结果。
熟悉程序中所使用函数的调用方法,改变有关参数,观察试验结果。
(可将每段程序保存为一个.m文件)1.直方图均衡化clear all; close all % Clear the MATLAB workspace of any variables% and close open figure windows.I = imread('pout.tif'); % Reads the sample images ‘pout.tif’, and stores it inimshow(I) % an array named I.display the imagetext(60,20,'李荣桉1909290239','horiz','center','color','r')figure, imhist(I) % Create a histogram of the image and display it in% a new figure window.[I2,T] = histeq(I); % Histogram equalization.figure, imshow(I2) % Display the new equalized image, I2, in a new figure window.text(60,20,'李荣桉1909290239','horiz','center','color','r')figure, imhist(I2) % Create a histogram of the equalized image I2.figure,plot((0:255)/255,T); % plot the transformation curve.imwrite (I2, 'pout2.png'); % Write the newly adjusted image I2 to a disk file named% ‘pout2.png’.imfinfo('pout2.png') % Check the contents of the newly written file2.直接灰度变换clear all; close allI = imread('cameraman.tif'); 注意:imadjust()功能:调整图像灰度值或颜色映像表,也可实现伽马校正。
数字图像实验报告图像增强实验一、实验目的熟悉并掌握MATLAB图像处理工具箱的使用;理解并掌握常用的图像的空域增强技术。
二、实验内容对一幅图像分别添加高斯、椒盐和斑点噪声,并分别进行均值和中值滤波处理,显示处理前后的图像。
三、实验方法及程序学生自行编程实现提示:1.加入高斯噪声的函数调用。
I_noise =imnoise(I,’gaussian’,0,0.1)2.加入椒盐噪声的函数调用。
I_noise = imnoise(I,’salt&pepper’,0.06)3.加入斑点噪声的函数调用。
I_noise= imnoise(I,’speckle’,0.1)4.均值滤波的函数调用。
I_smooth=imfilter(I_noise,fspecial(‘average’,5))5.中值滤波的函数调用。
I_smooth=medfilt2(I_noise,[3 3])A=imread('toyobjects.png');B=imnoise(A,'gaussian',0,0.1);%加入高斯噪声C=imnoise(A,'salt & pepper',0.05);%加入椒盐噪声D=imnoise(A,'speckle',0.05);%加入斑点噪声I1=imfilter(B,fspecial('average',5));I2= medfilt2(B);%高斯中值处理K1=imfilter(C,fspecial('average',5));K2= medfilt2(C);%椒盐中值处理G1=imfilter(D,fspecial('average',5));G2= medfilt2(D);%斑点噪声中值处理figure(1);imshow(A);title('原图像');figure(2);subplot(1,3,1);imshow(B);title('高斯噪声'); subplot(1,3,2);imshow(I1);title('高斯均值滤波处理'); subplot(1,3,3);imshow(I2);title('高斯中值滤波处理'); figure(3);subplot(1,3,1);imshow(C);title('椒盐噪声'); subplot(1,3,2);imshow(K1);title('椒盐均值处理'); subplot(1,3,3);imshow(K2);title('椒盐中值处理'); figure(4);subplot(1,3,1);imshow(D);title('斑点噪声'); subplot(1,3,2);imshow(G1);title('斑点噪声均值处理'); subplot(1,3,3);imshow(G2);title('斑点噪声中值处理');四、实验结果与分析分别运用B=imnoise(A,'gaussian',0,0.1)C=imnoise(A,'salt & pepper',0.05)D=imnoise(A,'speckle',0.05);三个函数啊加入不同的噪声,再用I_smooth=imfilter(I_noise,fspecial(‘average’,5))I_smooth=medfilt2(I_noise,[3 3])对加入噪声的图像进行处理,比较不同的处理方式对加入噪声后的图像处理后的清晰度。
数字图像处理实验一 MATLAB数字图像处理初步一、显示图像1.利用imread( )函数读取一幅图像,假设其名为lily.tif,存入一个数组中;2.利用whos 命令提取该读入图像flower.tif的基本信息;3.利用imshow()函数来显示这幅图像;实验结果如下图:源代码:>>I=imread('lily.tif')>> whos I>> imshow(I)二、压缩图像4.利用imfinfo函数来获取图像文件的压缩,颜色等等其他的详细信息;5.利用imwrite()函数来压缩这幅图象,将其保存为一幅压缩了像素的jpg文件,设为lily.jpg;语法:imwrite(原图像,新图像,‘quality’,q), q取0-100。
6.同样利用imwrite()函数将最初读入的tif图象另存为一幅bmp图像,设为flily.bmp。
7.用imread()读入图像Sunset.jpg和Winter.jpg;8.用imfinfo()获取图像Sunset.jpg和Winter.jpg的大小;9.用figure,imshow()分别将Sunset.jpg和Winter.jpg显示出来,观察两幅图像的质量。
其中9的实验结果如下图:源代码:4~6(接上面两个) >>I=imread('lily.tif')>> imfinfo 'lily.tif';>> imwrite(I,'lily.jpg','quality',20);>> imwrite(I,'lily.bmp');7~9 >>I=imread('Sunset.jpg');>>J=imread('Winter.jpg')>>imfinfo 'Sunset.jpg'>> imfinfo 'Winter.jpg'>>figure(1),imshow('Sunset.jpg')>>figure(2),imshow('Winter.jpg')三、二值化图像10.用im2bw将一幅灰度图像转化为二值图像,并且用imshow显示出来观察图像的特征。
篇一:dip指导书《数字图像处理》实验指导书实验一、数字图像获取实验二、图像的傅立叶变换实验三、图像增强实验四、图像压缩实验五、图像融合实验一、数字图像获取一、实验目的1掌握使用扫描仪等数字化设备以及计算机获取数字图像的方法; 2修改图像的存储格式。
二、实验原理用扫描仪获取图像也是图像的数字化过程的方法之一。
扫描仪按种类可以分为手持扫描仪,台式扫描仪和滚筒式扫描仪(鼓形扫描仪)。
扫描仪的主要性能指标有x、y方向的分辨率、色彩分辨率(色彩位数)、扫描幅面和接口方式等。
各类扫描仪都标明了它的光学分辨率和最大分辨率。
分辨率的单位是dpi,dpi是英文dot per inch 的缩写,意思是每英寸的像素点数。
扫描仪工作时,首先由光源将光线照在欲输入的图稿上,产生表示图像特征的反射光(反射稿)或透射光(透射稿)。
光学系统采集这些光线,将其聚焦在ccd上,由ccd将光信号转换为电信号,然后由电路部分对这些信号进行a/d转换及处理,产生对应的数字信号输送给计算机。
当机械传动机构在控制电路的控制下,带动装有光学系统和ccd的扫描头与图稿进行相对运动,将图稿全部扫描一遍,一幅完整的图像就输入到计算机中去了。
图1.1扫描仪的工作原理扫描仪扫描图像的步骤是:首先将欲扫描的原稿正面朝下铺在扫描仪的玻璃板上,原稿可以是文字稿件或者图纸照片;然后启动扫描仪驱动程序后,安装在扫描仪内部的可移动光源开始扫描原稿。
为了均匀照亮稿件,扫描仪光源为长条形,并沿y方向扫过整个原稿;照射到原稿上的光线经反射后穿过一个很窄的缝隙,形成沿x方向的光带,又经过一组反光镜,由光学透镜聚焦并进入分光镜,经过棱镜和红绿蓝三色滤色镜得到的rgb 三条彩色光带分别照到各自的ccd上,ccd将rgb光带转变为模拟电子信号,此信号又被a/d 变换器转变为数字电子信号。
至此,反映原稿图像的光信号转变为计算机能够接受的二进制数字电子信号,最后通过串行或者并行等接口送至计算机。
图像增强的实验报告图像增强的实验报告引言:图像增强是数字图像处理领域中的一项重要任务。
通过改善图像的质量和清晰度,图像增强可以使我们更好地观察和分析图像中的细节。
本实验旨在探索图像增强的不同方法,并评估它们在不同场景下的效果。
实验设计:为了比较不同的图像增强方法,我们选择了一组具有不同特征的图像作为实验对象。
这些图像包括自然风景、人像和低对比度图像。
我们将使用以下三种方法进行图像增强:直方图均衡化、自适应直方图均衡化和增强对比度自适应拉伸。
实验步骤:1. 直方图均衡化:直方图均衡化是一种常用的图像增强方法,它通过重新分布图像的像素值来增强对比度。
我们首先将图像转换为灰度图像,然后计算灰度直方图。
接下来,我们使用累积分布函数对直方图进行均衡化,使得图像中的像素值分布更加均匀。
最后,我们将均衡化后的图像转换回原始图像的颜色空间。
2. 自适应直方图均衡化:直方图均衡化在某些情况下可能会导致图像的局部细节丢失。
为了解决这个问题,我们使用自适应直方图均衡化方法。
在这种方法中,我们将图像分成许多小区域,并对每个区域的直方图进行均衡化。
通过这种方式,我们可以保留图像的局部特征,并增强整体对比度。
3. 增强对比度自适应拉伸:增强对比度自适应拉伸是一种简单而有效的图像增强方法。
它通过将图像的像素值映射到一个更大的范围来增强对比度。
我们首先计算图像的平均亮度和标准差,然后使用以下公式对图像进行拉伸:enhanced_pixel = (pixel - mean) * (max_stretch / std) + mean其中,pixel是原始图像中的像素值,mean是图像的平均亮度,std是图像的标准差,max_stretch是拉伸的最大范围。
实验结果:我们将三种图像增强方法应用于不同类型的图像,并进行了对比分析。
结果显示,直方图均衡化方法在某些情况下可以显著增强图像的对比度,特别是对于低对比度图像。
然而,它可能会导致图像的噪声增加和细节丢失。
图像增强技术实验报告
近年来,随着数字图像处理技术的快速发展,图像增强技术在各个
领域得到了广泛的应用。
本实验旨在探究图像增强技术的原理和方法,通过实际操作加深对该技术的理解和掌握。
首先,在本实验中我们使用了常见的图像增强技术包括灰度拉伸、
直方图均衡化、滤波等方法。
针对不同的图像特点和需求,我们选择
了不同的增强方法进行处理,并分析比较它们的效果和适用场景。
在实验过程中,我们首先对原始图像进行了灰度拉伸处理,通过拉
伸灰度范围来增强图像的对比度,使得图像中的细节更加清晰。
接着,我们运用直方图均衡化技术,将图像的像素分布均匀化,从而提高了
图像的整体亮度和细节展现。
同时,我们还尝试了一些滤波方法,如
均值滤波、中值滤波等,来去除图像中的噪声和平滑图像。
通过实验数据分析,我们发现不同的图像增强方法在处理不同类型
的图像时会产生不同的效果。
比如对于对比度较低的图像,灰度拉伸
和直方图均衡化能够取得比较好的增强效果;而对于受到噪声干扰的
图像,则需要采用滤波方法进行去噪处理。
综合以上实验结果,我们深入探讨了图像增强技术的优缺点以及适
用范围。
图像增强技术在医疗影像、航空航天、安防监控等领域具有
广泛的应用前景,在实际应用中需要根据图像特点和需求选择合适的
增强方法,以达到最佳的效果。
通过本次实验,我们对图像增强技术有了更深入的了解,并在实践中提升了我们的技术水平和解决问题的能力。
希望今后能够进一步拓展应用领域,将图像增强技术发挥到更大的作用,为社会发展和人类福祉做出更大的贡献。
实验三、图像增强一、实验目的(1)熟悉并学会使用MATLAB中图像增强的相关函数。
(2)掌握图像灰度修正、平滑去噪、锐化加强边缘和轮廓的方法,并编程实现。
二、实验主要仪器设备(1)台式机或笔记本电脑。
(2)MATLAB软件(含图像处理工具箱)。
注意:由于软件版本的缘故,软件的界面可能有所差异,读者可以根据实际安装的软件选择相关的命令。
(3)典型的灰度、彩色图像文件。
三、实验原理数码相机的曝光量指到达DC感光器件上的光线总量,用曝光值(EV)表示。
图像的过度曝光、曝光不足时,用曝光补偿调节曝光量,这种功能可修正自动曝光设置值为上升或下降几级。
例如,某些DC的EV调整范围为+3~0~-3。
尝试对同一景象进行正确曝光、过度曝光和曝光不足三种情况成像情况。
(1)将一幅图像视为一个二维矩阵,用MATLAB进行图像增强。
(2)利用MATLAB图像处理工具箱中的函数imread(读入),imshow(显示),imnoise (加噪),filter2(滤波)对图像进行去噪处理。
(3)图像灰度修正:灰度变换。
对不满意的图像通过线性或非线性灰度映射关系进行变换,其效果可以得到明显提高。
通过分析,会发现变换前后图像的直方图也发生相应的变化。
(4)图像平滑方法:领域平均、中值滤波。
分析图像降质的性质,区分平稳性还是非平稳型、加性还是乘性等,采用合适的去噪方法,可以去除或降低噪声对图像的影响。
从频率域看,平均操作在降低噪声的同时衰减了图像的高频分量,会影响图像细节的重现。
中值滤波对某些信号具有不变形,适用于消除图像中的突发干扰,但如果图像含有丰富的细节,则不宜使用。
(5)图像锐化方法:人眼对目标的边缘和轮廓较为敏感,对图像进行锐化,有助于突出图像的这些特征。
从频率域看,锐化提升了图像的高频分量。
四、实验内容MATLAB图像增强:①图像灰度修正;②图像平滑方法;③图像锐化方法。
五、实验步骤MATLAB图像增强。
(1)图像灰度修正。
测试图像为pout.tif、tire.tif。
读入一幅灰度级分布不协调的图像,分析其直方图。
根据直方图,设计灰度变换表达式,或调用imadjuct函数。
调整变换表达式的参数,直到显示图像的灰度级分布均衡为止。
(2)不均匀光照的校正。
测试图像为pout.tif。
采用分块处理函数blkproc和图像相减函数imsubtract校正图6.6存在的不均匀光照现象。
(3)三段线性变换增强。
测试图像为eight.tif。
选择合适的转折点,编程进行三段线性变换增强。
(4)图像平滑方法。
测试图像为eight.tif。
对有噪声图像或人为加入噪声的图像进行平滑处理。
根据噪声的类型,选择不同的去噪方法,如领域平均、中值滤波等方法,调用filter2、medfilt2函数,选择不同的滤波模板和参数,观测和分析各种去噪方法对不同噪声图像处理的去噪或降噪效果。
(5)图像锐化方法。
读入一幅边缘模糊地图像,利用罗伯茨梯度对图像进行4种锐化处理,比较各自效果。
六、实验程序(1)I = imread('pout.tif');subplot(2,2,1);imshow(I);subplot(2,2,2);imhist(I);J = imadjust(I,[0.3 0.7],[]);subplot(2,2,3);imshow(J);subplot(2,2,4);imhist(J)(2)I=imread('rice.png');subplot(2,2,1);imshow(I);title('原始图像');J = imnoise(I,'salt &pepper', 0.1);subplot(2,2,2);imshow(J);title('加噪图像');blocks=blkproc(J,[128 128],@estibackground);background=imresize(blocks,[256256],'bilinear');subplot(2,2,3);imshow(background);title('提取背景');I2=imsubtract(J,background);Iout=medfilt2(I2,[3 3]);subplot(2,2,4);imshow(Iout,[]);title('校正图像');functionbackgray=estibackground(x,thr)meanx=mean(x(:));stdx=std(x(:));minx=min(x(:));backgray=max(meanx-thr*stdx,minx);(3)f = imread('pout.tif');[M,N]=size(f);g=zeros(M,N);f=double(f);g=double(g);k1=min(min(f));k2=max(max(f));a=k1+50;b=k2-50;c=k1-30;d=k2+20;for i=1:Mfor j=1:Nif((f(i,j)>=a)&&((f(i,j))<b))g(i,j)=((d-c)/(b-a))*(f(i,j)-a)+c;endif(f(i,j)<a)g(i,j)=c;endif(f(i,j)>=b)g(i,j)=d;endendendfigure;subplot(1,2,1);imshow(f,[]);subplot(1,2,2);imshow(g,[]);(4)I = imread('eight.tif');subplot(2,3,1);imshow(I);title('原始图像');J=imnoise(I,'gaussian',0.01);subplot(2,3,2);imshow(J);title('高斯白噪声');h0=1/9.*[1 1 1 1 1 1 1 1 1];h1=[0.1 0.1 0.1;0.1 0.2 0.1;0.1 0.1 0.1];h2=1/16.*[1 2 1;2 4 2;1 2 1];h3=1/8.*[1 1 1;1 0 1;1 1 1];g0=filter2(h0,J);g1=filter2(h1,J);g2=filter2(h2,J);g3=filter2(h3,J);subplot(2,3,3);imshow(g0,[]);subplot(2,3,4);imshow(g1,[]);subplot(2,3,5);imshow(g2,[]);subplot(2,3,6);imshow(g3,[]);(5)I=imread('rice.png');subplot(2,3,1);imshow(I);title('原始图像');B1=edge(I,'roberts',0.1);subplot(2,3,2);imshow(B1);title('0.1');B2=edge(I,'roberts',0.05);subplot(2,3,3);imshow(B2);title('0.05');B3=edge(I,'roberts',0.07);subplot(2,3,4);imshow(B3);title('0.07');B4=edge(I,'roberts',0.01);subplot(2,3,5);imshow(B4);title('0.01');七、实验结果(1)(3)(5)八、思考题(1)如何针对图像过暗、过亮、对比度不足设计灰度变换函数?灰度g与灰度f之间的关系为:g=a’+(b’-a’)(b-a)*(f-a),可见,如果b’-a’?b-a,则线性变换使得图像灰度范围增大,即对比度增大,图像会变得清晰;如果b’-a’<b-a,则使得图像灰度范围缩小,即对比度减小。
在曝光不足或过度的情况下,图像灰度可能会局限在一个很小的范围内,这时在显示器上看到的将是一个模糊不清、没有灰度层次的图像。
采用线性变换对图像的每一个像素灰度做线性拉伸,将有效地改善图像的视觉效果。
以曝光不足为例,选取b’-a’>b-a,则使曝光不充分的图像中黑的更黑,拜的更白,从而有效的提高图像灰度的对比度。
(2)比较同一种去噪方法对不同噪声处理的效果。
对于高斯噪声, 仍然是中值滤波的峰值信噪比最低, 总体变分的均方误差最小, 的情况一致所以,对于高斯噪声, 中值滤波的降噪效果不太理想, 而总体变分模型则取得比较好看出均值滤波的峰值信噪比最低,小波TV 的峰值信噪比比较接近而总体变分的均方误差仍为最小,对于高斯噪声, 线性均值滤波和TV去噪可以取得较好的去噪效果但对于椒盐噪声, 中值滤小波、总体变分(TV)的去噪平滑效果比较好其中,总体变分模型对两种噪声都取得了比较好的去噪效果, 它是现在图像平滑去噪和复原最流行的方法但仍然会丢失部分边界纹理信息。
(3)讨论用梯度法锐化图像的4种不同方法的应用范围。
Robert算子通常会在图像边缘附近的区域内产生较宽的响应,用此算子可以很准确的定位边缘,但是他对噪声的敏感程度也相对较强。
所以如果要用次算法进行锐化处理时,尤其要考虑到噪声的影响。
Sobel锐化算法也是图像微分锐化算法之一。
一幅图像进行Sobel算子锐化后,图像的灰度变化的幅度会有所增加。