数字图像处理实验指导书

实验一：图像文件类型转换实验目的：理解数字图像文件的几种基本类型掌握在MATLAB中进行图象文件类型转换的方法观察图象转换前后的效果加深对图象文件类型的理解熟悉图象格式、颜色系统间的转换实验内容：1）灰度图像与索引图像的相互转换2）RGB图像与索引图像的相互转换3）将图像转换为二值化图像实验方法：利用MATLAB工具进行实验一、灰度图像到索引图像的转换启动MATLAB，新建一个自己的工作文件夹（如下图中的“MYFIG”）。

并把它设置在当前的工作路径（Current Directory）下。

1)在该文件夹中拷入个灰度图片，比如“2.jpg”文件。

2)在MATLAB命令输入窗中，调用函数info=imfinfo('2.jpg')观查2.jpg是否为灰度图像在ColorType: 'grayscale' 属性行如此显示，则说明以2.jpg命名的文件为灰度图像。

3)输入如下命令完成转换RGB=imread('2.jpg'); % 将图像“2.jpg”的数据赋给变量RGBfigure(3); % 设定显示窗口3imshow(RGB); % 显示原“2.jpg”文件figure(1); % 设定显示窗口1[RGB1,map1]=gray2ind(RGB,128); % 指定灰度级128，进行灰度图像到索引图像转换imshow(RGB1,map1) ; % 显示索引图像1figure(2); % 设定显示窗口2[RGB2,map2]=gray2ind(RGB,16); % 指定灰度级16，进行灰度图像到索引图像转换imshow(RGB2,map2) ; % 显示索引图像2imwrite(RGB1,map1,'3.bmp'); % 将索引图像1保存为名为“3.bmp”的文件imwrite(RGB2,map2,'4.bmp'); % 将索引图像2 保存为名为“4.bmp”的文件运行并观察结果和现象。

《数字图像处理》实验指导书前言本实验指导书可作为电子信息工程、通信工程、生物医学工程等专业《数字图像处理》课程的实验指导书。

实验指导书共提供了6个实验，要求在VB环境下实现。

实验名称与学时安排详见下表。

实验名称与学时安排表实验教学基本要求：1、在实验前，认真准备，熟悉和掌握相关实验内容的基本算法和程序设计技术。

2、根据实验目的和要求，按时认真完成各实验的上机操作。

3、实验结束后，要及时提交经调试正确的程序源代码、生成的可执行文件、实验报告书等文档。

实验一图象的读取保存及图像的二值化处理一、实验目的1、熟悉《数字图像处理》的实验平台。

2、了解VB对图像进行处理的基本方法。

3、熟悉彩色图像变成灰度图象以及灰度图像转换成二值图像的基本原理及处理过程。

二、实验准备1、复习彩色图像变成灰度图象以及灰度图像的二值化处理的基本原理。

2、阅读下列内容，了解VB对图像进行处理的基本方法。

（1）读取图像通过扫描仪、摄像机等输入计算机以.bmp、.ico或.wmf存储的图像文件，可用LoadPicture函数把图像文件装入窗体、图片框或图像框中，例如：picture1.picture=loadpicture(“c:\image\flower.bmp”)可以把路径为c:\image\flower.bmp的图像文件装入图片框picture1中。

为了使图片框的大小与图像相匹配，应将图片框的autosize属性设置为True。

（2）用Point方法获取彩色图像的颜色值Point方法的功能是获取图像上指定像素的颜色值。

格式为：Object.Point（x，y）其中，Object表示获取颜色的对象名，（x，y）为取得颜色的坐标位置。

Point 方法将指定位置的像素的颜色值返回一个长整形数。

例如，求图片框picture 1中图像在位置（x，y）的像素颜色值（col）时，可写为：dim col as longcol=picture1.Point（x，y）（3）用Pset方法画点Pset方法的功能是在指定的位置画一个指定颜色的点。

实验须知一、预习要求1.实验前认真阅读实验教程中有关内容，明确实验目的、内容和实验任务。

2.每次实验前做好充分的预习，对所需预备知识做到心中有数。

3.实验前应编好源程序，并对调试过程、实验结果进行预测。

二、实验要求1.实验课请勿迟到，缺席。

2.爱护设备，保持清洁，不随意更换设备。

3.认真完成实验任务，实验结果经教师检查。

4.发生事故，应立即切断电源，并马上向教师报告，检查原因，吸取教训。

5.实验完毕，请整理实验设备，再离开实验室。

三、报告要求每次实验后，应递交一份实验报告，报告中应包含下列内容：1.实验名称、实验人姓名、学号、班级，所用设备号。

2.实验目的、任务。

3.写出实验调试情况，包括上机时遇到的问题及解决办法、实验结果分析等，并附上调试好的程序清单（应加适量注释）。

4.总结实验中的心得体会，提出对实验内容、方案等的建议、意见或设想等。

实验一图像变换算法一、实验目的1、理解几何运算的基本概念与定义；2、掌握在MA TLAB中进行插值的方法3、运用MATLAB语言进行图像的插值缩放和插值旋转。

二、实验原理几何运算可改变图像中各物体之间的空间关系。

这种运算可以被看成是将（各）物体在图像内移动。

一个几何运算需要两个独立的算法。

首先，需要一个算法来定义空间变换本身，用它来描述每个像素如何从其初始位置“移动”到终止位置，即每个像素的“运动”。

同时，还需要一个用于灰度插值的算法，这是因为，在一般情况下，输入图像的位置坐标(x,y)为整数，而输出图像的位置坐标为非整数，反过来也如此。

因此插值就是对变换之后的整数坐标位置的像素值进行估计。

MATLAB提供了一些函数实现这些功能。

插值是常用的数学运算，通常是利用曲线拟合的方法，通过离散的采样点建立一个连续函数来逼近真实的曲线，用这个重建的函数便可以求出任意位置的函数值。

最近邻插值是最简便的插值，在这种算法中，每一个插值输出像素的值就是在输入图像中与其最临近的采样点的值。

数字图像处理实验指导书《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，进行图像压缩的可能性很大。

在数字图像处理中，一方面要充分考虑人的视觉特性，简化处理过程。

2、图像的读取及存储⑴图像的读取读取图像函数：imread() 格式：变量名=imread(‘路径\\文件名’,‘文件格式’) 例：x=imread(‘‘, ‘jpg’); 需要注意的是这是简略的写法，说明这幅图片在MATLAB的默认路径下。

⑵图像的保存①将图像写到文件imwrite() 格式：imwrite(变量名，‘新文件名’) 例：imwrite(x,’new_’) 此时图片会自动存入默认路径下。

②将图像用save命令以mat文件形式保存到磁盘中，以后可用load命令调用。

格式：save 保存的文件名变量名load 保存的文件名3、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。

1.1图像点实验1.1.1图像反色实验1.1.1.1实验目的1.熟悉视频显示程序的运行过程、控制过程，搞清数据处理、传输途径；2.结合实例学习如何在视频显示程序中增加图像处理算法；3.了解图像反色的算法和用途；4.了解RF-5 程序框架。

1.1.1.2 实验内容1.系统初始化；2.RF-5 程序框架实现；3.反色算法实现。

1.1.1.3实验背景知识将图像按象素进行求反，取得类似照相底片效果。

求反处理的图像与原始图“黑白颠倒”，可以看清原始图中灰黑区域的情况。

求反的图像一般用于数字图像的初步处理。

设D A表示输入图像的灰度，D B表示输出图像的灰度。

灰度变换方程为：D B=f(D A)=255-D A1.1.1.4程序简介1.1.1.4.1 程序包含文件介绍1.main.c：实验的主程序。

系统使用到资源、CSL、BIOS 以及任务初始化。

2.appData.c：SCOM 模块初始化。

3.tskVideoInput.c：视频输入任务初始化及输入任务处理。

4.tskVideoOutput.c：视频输出任务初始化及输出任务处理。

5.DEC643.gel：系统初始化。

6.*.h：程序使用的头文件。

7.*.lib：程序使用的库文件。

8.link_dm642.cmd：库文件连接命令文件。

9.VideoReverseloop2.tcf：BIOS 配置文件。

10. VideoReverseloop2cfg.cmd：DSP 存储器及资源分配与程序各段的连接关系。

1.1.1.4.2 程序架构简介实验例程采用RF-5（参考设计框架5）实现视频的采集、处理及显示。

程序使用2 个任务模块，视频采集任务以及视频处理输出任务。

（一）初始化模块介绍1.系统初始化模块功能介绍：初始化CSL 以及BIOS设置64K 的CACHE，并将其映射到EMIF 的CE0 及CE1 空间设置DMA 优先级序列，长度2.RF-5 模块初始化初始化RF-5 框架中用于内部单元传递消息的SCOM 模块3.任务模块初始化启动任务存储空间分配及管理（二）任务模块介绍1.输入任务输入任务从输入设备驱动程序获得视频图像，使用FVID（视频驱动程序）提供的FVID_exchange 函数调用输入设备按照4:2:2 格式获取一帧视频图像。

《数字图像处理》实验指导书实验一、空域图像处理一、 实验目的1熟悉CCS 集成开发环境的操作和基本功能；2熟悉MATLAB 基本图像操作；3结合实例学习如何在程序中增加图像处理算法；4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；5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；6 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。

)],([),(y x f T y x g =⎪⎩⎪⎨⎧<≤+-<≤+-≤≤=255),(]),([),( ]),([),(0 ),(),(y x f b g b y x f b y x f a g a y x f a y x f y x f y x g b a γβαn y m x ,2,1 ,,,2,1==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：1,...,2,1,0 )(-==L k n n r p k k r 通过转换公式获得：1,...,2,1,0 )()(00-====∑∑==L k n n r p r T s k j k j j j r k k3 均值（中值）滤波是指在图像上，对待处理的像素给定一个模板，该模板包括了其周围的临近像素。

将模板中的全体像素的均值（中值）来代替原来像素值的方法。

4 拉普拉斯算子如下：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--------111181111 拉普拉斯算子首先将自身与周围的8个像素相减，表示自身与周围像素的差异，再将这个差异加上自身作为新像素的灰度。

三、实验步骤1 启动MA TLAB程序，对图像文件分别进行灰度线性变换、直方图均衡化、均值滤波、中值滤波和拉普拉斯锐化操作；添加噪声，重复上述过程观察处理结果。

2 记录和整理实验报告四、实验仪器1计算机；2 MA TLAB程序；3记录用的笔、纸。

《数字图像处理》实验指导书张启东实验一 MATLAB 图像及其操作一、实验目的1、熟练使用各种常用MATLAB命令2、了解MATLAB图像文件格式；3、了解MATLAB图像类型；4、了解MATLAB图像文件的读写；5、了解MATLAB标准的图像显示技术；二、实验原理及内容首先，数字图像以一定的格式存放在计算机的存储器中<如磁盘），常见的格式有BMP，TIF，PCX等等，因此我们要进行数字图像处理，需要完成的第一项工作就是把图像读到计算机的内存中，以便进行进一步的处理。

在Matlab中，函数imread(>完成此项工作。

我们用下面一小段Matlab语句即可实现将图像“rice.tif”显示在一个图像窗口的左边，将其轮廓图显示在该窗口的右边。

b5E2RGbCAPI=imread('rice.tif'>。

subplot(1,2,1>。

imshow(I>subplot(1,2,2>。

imcontour(I>。

这里，imread(‘rice.tif’>将磁盘上的图像文件rice.tif读入内存变量I中，subplot(1,2,1>生成一个可以横向放置2幅图像的窗口，并设置下一显示位置在左边，imshow(I>显示图像I，subplot(1,2,2>准备下一图像的显示位置，imcontour(I>生成图像I 的轮廓并显示在窗口的右边。

p1EanqFDPw数字图像一般可分为二值图、灰度图和真彩图等几类。

我们再看下面一段程序：bw=imread('text.tif'>。

bw2=imcomplement(bw>。

subplot(1,2,1>,imshow(bw>subplot(1,2,2>,imshow(bw2>这里函数imcomplement(bw>完成对二值图像text.tif<bw）的求补运算，<即原来黑的变白的，原来白的变黑的。

数字图像处理实验指导书臧兰云电子工程学院实验一图像基本运算一、实验目的:1、了解数字图像处理基础2、掌握数字图像处理的基本运算方法3、学习利用matlab进行数字图像处理的基本方法二、实验内容:1、根据图像采样原理,试对lena图像分别进行4和16倍减采样,查看其减采样效果。

2、对一幅图像加入椒盐噪声,并通过减法运算提取出噪声。

3、两幅二值图像进行逻辑与、或、非运算。

4、实现把一幅图像旋转45°,并分别采用把转出显示区域的图像截去和扩大显示区域范围以显示图像的全部两种方式。

5、选取一幅大小为256*256像素的图像,分别将图比例放大1.5倍,比例缩小0.7倍,非比例放大到420*384像素,非比例缩小到150*180像素。

三、思考与总结:1、将一幅图像如果进行4倍、16倍和64倍增采样会出现什么情况?是否有其他方法可以实现图像的采样?2、图像的选转会导致图像的失真吗?若有,有什么办法可以解决这个问题?3、由非比例缩放得到的图片能够恢复到原图片吗?为什么?实验二图像变换及增强一、实验目的:1、掌握图像变换的应用2、掌握数字图像处理的空间域及频域的增强方法二、实验内容:1、构造一幅图像并对其旋转一定的角度,求原始图像及旋转后图像的频谱图。

2、对一幅灰度图像进行均衡化,灰度等级为8级。

3、对一幅灰度图像采用多种方法实现平滑、锐化滤波。

4、对一幅图像进行幂次变换。

三、思考与总结:1、图像变换在图像处理中的应用?2、什么是傅里叶变换的旋转性?3、以上实验分别可以应用到那些实际问题中? 实验三图像压缩编码一、实验目的:1、掌握图像压缩编码的概念2、比较图像压缩编码的各种方法二、实验内容:1、计算一幅灰度图像的熵。

2、选择一种方法对图像进行压缩,并计算压缩比。

三、思考与总结:1、注释程序功能2、以上实验可以应用到那些实际问题中?实验四图像分割及彩色图像处理一、实验目的:1、掌握图像分割的基本原理2、掌握彩色图像处理方法二、实验内容:1、用全局阈值法对图像进行分割2、实现sobel算子及Roberts等算子的边缘提取算法3、生成一幅大小为256*256的RGB图像。

实验一Matlab图像处理工具箱的初步练习一. 实验目的1. 掌握有关数字图像处理的基本概念；2. 熟悉Matlab图像处理工具箱；3. 熟悉使用Matlab进行数字图像的读出和显示；4. 熟悉运用Matlab指令进行图像旋转和缩放变换。

二. 练习1. 文件的读入与显示(1) 运行Matlab。

(2) MATLAB窗口构成：在缺省的情况下，由三个窗口组成。

命令窗口(command window)、命令历史（command history）、工作空间（workspace）。

注意：缺省窗口的设置步骤为：MATLAB菜单/view选项/Desktop layout/default。

(3) 调入一个文件：i=imread('pout.tif')；%注意：前面的“%”是用于注释的，不会被执行，只是说明这个语句的作用。

此时的i出现在什么窗口？是什么类型的变量？大小是多少？(4) 显示这幅图：imshow(i)；(5) 将变量i转置成j，即j=i'；显示j即imshow(j)；%在胸前左侧花纹怎么会跑到右边的呢？举一个例子加以验证：设a=[1 2 3 4 5；6 7 8 9 10；11 12 13 14 15]；b=a’；此时的b与a有什么区别？(6) 写入到一个新的图像文件'abc.tif'中，即imwrite(j，'abc.tif')。

(7) 清除变量命令：clear执行这个命令后，workspace窗口中的变量有没有？怎么验证？(8) 清除用户开设的窗口命令：close all(9) 调入图像文件'abc.tif'并显示。

问题：(1) 操作符“’”是图像的转置的意思，转置两次后，是否回到原图像？(2) 命令后的符号“；”所起的作用是什么？(3) 命令是否可以大写母？2. 灰度图像分别选择不同的灰度级（如2、4、16、64、128个）来显示同一幅图像（如testpat1.tif）。

《数字图像处理》实验指导书(vc)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............................................................. ............................................12六、建立图像处理类............................................................. ........................................18七、实现颜色处理功能............................................................. ....................................19(一)亮度处理............................................................. ...................................................19(二)对比度处理............................................................. ...............................................22(三)色阶处理............................................................. ...................................................24(四)伽马变换............................................................. ...................................................25(五)饱和度处理............................................................. ...............................................25(六)色调处理............................................................. ...................................................29八、实现几何变换功能............................................................. ....................................29(一)图像缩放............................................................. ...................................................29(二)旋转............................................................. ...........................................................31(三)水平镜像............................................................. ...................................................35(四)垂直镜像............................................................. ...................................................36(五)右转90度............................................................. .................................................36(六)左转90度............................................................. .................................................37(七)旋转180度............................................................. ...............................................37九、实现平滑锐化功能............................................................. (38)十、图像处理扩展编程............................................................. (38)一、概述实验项目：图像处理程序编程运行环境：Window某P/2000编程工具：ViualC++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。

《数字图像处理》实验指导书《数字图像处理实验》课程组二0一0年六月目录实验预备实验环境和工具使用 3实验一图像显示，直接灰度变换 7实验二直方图处理：均衡化，规定华 9实验三空域滤波增强：平滑增强 12实验四空域滤波增强：锐化滤波 20实验五图像边缘的提取 23实验六图像的分割 26实验七二值化处理：腐蚀和膨胀 28实验八对带噪声干扰的图像的综合处理 47 实验九在复杂背景图片中提取有用信息 63实验预备实验环境和工具使用多文件应用程序的开发过程一、实验目的与要求Visual C++提供了一个集源程序编辑、代码编译与调试于一体的开发环境，这个环境称为集成开发环境，对于集成开发环境的熟悉程度直接影响程序设计的效率，本实验通过学习Visual C++ 6.0界面的常用组成情况，并学习各种常用的窗口、菜单、按钮的意义和功能，并通过一些简单的程序设计，目的是使学生对用户界面、菜单和工具栏有一个全面的了解并掌握主要菜单命令。

● 了解Visual C++集成开发环境的界面组成；● 理解菜单命令的含义● 掌握“New:”菜单命令、“Breakpoints”菜单命令、“Build”菜单命令、“Source Brower”菜单命令、工具栏的定制和修改、联机帮助。

● 简单的程序设计二、实验设备与平台实验设备要求每个学生一台电脑，其中运行环境为VC++ 6.0系统。

三、实验内容及步骤1. 上机实验内容● Visual C++集成开发环境的用户界面识别；● 新文件、新工程项目、工作区的创建；● 设置、查看和删除断点；● 编译和运行程序；● 浏览资源信息；● 工具栏的定制和修改；● 联机帮助的使用；● 熟悉Visual C++编写控制台模式程序的方法；上机输入例题，调试并运行，并观察结果；● 上机编写一个程序实验1调试并编译程序。

在Visual C++下，编写控制台模式的程序和在DOS下编写程序相似，具有简单方便的特点，一般用于后台程序的编写。

实验一数字图像处理编程根底一、实验目的1, 了解MATLAB图像处理工具箱；2.掌握MATLAB的根本应用方法；3,掌握MATLAB图像存储/图像数据类型/图像类型；4.掌握图像文件的读/写/信息查询；5.掌握图像显示--显示多幅图像、4种图像类型的显示方法；6.编程实现图像类型间的转换.二、实验原理略.三、实验内容1,实现对图像文件的读/写/信息查询,图像显示--显示多幅图像、4种图像类型的显示方法、图像类型间的转换.2.运行图像处理程序,并保存处理结果图像.四、分析思考归纳总结Matlab各个根本指令.Dither采用“抖动〞方法从RGB图像创立索引图像grayslice从灰度图像通过阈值处理创立索引图像gray2ind从灰度图像创立索引图像ind2gray从索引图像创立灰度图像rgb2ind从RGB图像创立索引图像ind2rgb从索引图像创立RGB图像rgb2gray从RGB图像创立灰度图像实验二图像几何变换实验一、实验目的1.学习几种常见的图像几何变换,并通过实验体会几何变换的效果；2.掌握图像平移、剪切、缩放、旋转、镜像等几何变换的算法原理及编程实现；3.掌握matlab编程环境中根本的图像处理函数.二、实验原理1.初始坐标为〔x,y〕的点经过平移〔x°,y o〕,坐标变为〔x',y'〕,两点之间的关系为：x′ x x0,以矩阵形式表示为：y y y.x' 1 0 x0 xy' 0 1y o y1 0 0 112 .图像的镜像变换是以图象垂直中轴线或水平中轴线交换图像的变换,分为垂直镜像变换和水平镜像变换,两者的矩阵形式分别为：x' 1 0 0 x x' 1 0 0 xy' 0 1 0 y y' 0 1 0 y1 0 0 1 1 1 0 0 1 13 .图像缩小和放大变换矩阵相同：4 ' S X0 0 x5 ' 0 S y 0 y1 0 0 11当S x " S y 1时,图像缩小；当S x 1, S y 1时,图像放大.4.图像旋转定义为以图像中某一点为原点以逆时针或顺时针方向旋转一定角度.其变换矩阵为：x' cos sin 0 xy' sin cos 0 y1 0 0 1 1该变换矩阵是绕坐标轴原点进行的,如果是绕一个指定点旋转,那么先要将坐标系平移到该点,进行旋转,然后再平移回到新的坐标原点.三、实验内容1.启动MATLAB程序,对图像文件分别进行平移、垂直镜像变换、水平镜像变换、缩放和旋转操作.2.运行图像处理程序,并保存处理结果图像.四、分析思考图像旋转是点运算还是领域运算,在本实验中你采用了哪种插值法,试比拟不同的插值法的效果.实验三图像增强实验一、实验目的1,掌握根本的图像增强方法,观察图像增强的效果,加深对灰度直方图的理解.2,掌握对数和和指数增强,直方图均衡化方法,重点掌握图像直方图增强的原理和程序设计.二、实验原理对数变化能对原图像的动态范围进行压缩,其数学表达如下：t C log(1 |s|)其中C为尺寸比例常数.指数变化一般的表示形式：g(x,y)b c[f(x,y) a] 1 (a,b,c用于调整曲线的位置和形状的参数.)利用直方图统计的结果,使图像的直方图均衡的方法称为直方图均衡化,直方图均衡化可以到达增强图像显示效果的作用. 通过直方图统计,可以观察出,图像中各种亮度所占的比例大局部布不均匀, 设法增加在直方图统计中所占比例高的象素和其他比例少的象素之间亮度差,可以提升图像的显示效果.简单来说,直方图增强的方法就是压缩直方图中比例少的象素所占用的灰度范围, 多出来的灰度空间根据统计比例分配给直方图中比例高的象素使用. 这种方法主要是针对人眼对灰度差异越大的图像越容易分辨的特点而进行的增强.三、实验内容1.实现对数增强或指数增强.2.实现图像直方图均衡化增强.四、分析思考思考为什么进行图像直方图均衡化后,能够增强图像效果.实验四图像滤波实验一、实验目的掌握中值滤波方法,掌握图像锐化方法,比拟各个梯度算子锐化的效果.掌握频域滤波方法,观察低通滤波和高通滤波的效果.二、实验原理中值滤波是一种非线性平滑滤波,它是用一个有奇数点的滑动窗口,将窗口中央点的值用窗口各点的中值代替.图像的锐化是使边缘和轮廓线模糊的图像变得清楚, 使其细节更加清楚.从数学上看,图像模糊的实质是图像受到平均或者积分运算的影响,因此对其进行逆运算〔如微分运算〕就可以使图像清楚.在频域上卷积被表示为乘积,因此在频域上对图像进行滤波就变得更加直观了.在频域上进行滤波的步骤：1）计算需增强的图像的傅里叶变化.2）将其与1个传递函数相乘.3）再将结果进行傅里叶逆变化可以得到增强的图像.三、实验内容1.选择测试图像分别添加高斯、椒盐、泊松噪声,实现中值滤波；2.选择测试图像实现两种常用梯度算子〔Sobe算子、Prewitt 算子〕；3.选择测试图像实现理想低通滤波；4.选择测试图像实现巴特沃斯高通滤波四、分析思考依次给出“均值滤波器、中值滤波器、laplace滤波器〞是线性还是非线性的.实验五图像分割实验一、实验目的1.掌握梯度边缘检测算子,了解拉普拉斯边缘检测算子和Canny 边缘检测算子；2.掌握边界跟踪方法及其原理；3.掌握自动阈值法和分水岭法二、实验原理图像分割是根据一定的规那么把图像划分成假设干个互不相交、具有一定性质的区域,把人们关注的局部从图像中提取出来, 进一步加以研究分析和处理.图像分割的结果是图像特征提取和识别等图像理解的根底,对图像分割的研究一直是数字图像处理技术研究中的热点和焦点.图像分割使得其后的图像分析,识别等高级处理阶段所要处理的数据量大大减少,同时又保存有关图像结构特征的信息. 图像分割在不同的领域也有其它名称,如目标轮廓技术、目标检测技术、阈值化技术、目标跟踪技术等,这些技术本身或其核心实际上也就是图像分割技术.边缘是图像上灰度变化最剧烈的地方,传统的边缘检测就是利用了这个特点,对图像各个像素点进行微分或求二阶微分来确定边缘像素点.一阶微分图像的峰值处对应着图像的边缘点；二阶微分图像的过零点处对应着图像的边缘点.根据数字图像的特点,处理图像过程中常采用差分来代替导数运算,对于图像的简单一阶导数运算,由于具有固定的方向性,只能检测特定方向的边缘,所以不具有普遍性.为了克服一阶导数的缺点,我们定义图像的梯度为梯度算子,它是图像处理中最常用的一阶微分算法.图像梯度的最重要性质是梯度的方向是在图像灰度最大变化率上,它恰好可以反映出图像边缘上的灰度变化.三、实验内容1.实现三种梯度算子(Roberts> Sobel、Prewitt)的边缘检测.2,实现对一张二值图像的边界跟踪.3.实现分水岭算法.四、分析思考如何实现彩色图像的边缘检测？梯度算子和拉普拉斯算子、Canny算子本质区别实验六运动目标检测实验一、实验目的掌握背景差值法对运动目标的检测原理及其程序设计, 并实现背景更新；了解图像图像差分法和基于光流的分割方法.二、实验原理背景差值法假设图像背景是静止不变的,用 b 〔x,y 〕表示,定义图 像序列为f 〔x,y,i 〕,其中〔x,y 〕为图像位置的坐标；i 为图像帧数.将每 一帧图像的灰度值减去背景的灰度值可得到一个差值图像：id(x,y,i) f(x,y,i) b(x, y)通过设置阈值T 可得到二值化差值图像:其中取值为1和0的像素点分别对应于前景〔运动目标区〕和背 景〔非运动目标区〕.三、实验内容1,实现背景差值法对运动目标的检测； 2.实现背景的更新. 四、分析思考如何去除背景噪声,当场景受光照等环境因素影响时,该如何处 理背景.bid(x, y,i)1 如果|id(x,y,i)| T 0 其他。

《数字图象处理》实验和大作业指导书计算机科学与工程学院目录目录 (1)实验一：数字图像读取及色彩、亮度、对比度变化 (2)实验二：数字图像变换与伽马校正 (3)实验三：数字图像的噪声去除 (4)实验四：图像的空间域锐化（拉普拉斯算子） (5)实验五：频率域低通和高通滤波 (6)实验六：数字图像复原 (7)实验七：人脸皮肤颜色分层 (8)大作业 (9)实验一：数字图像读取及色彩、亮度、对比度变化一、实验目的：了解数字图像的存储格式，并学会对图像的某些视觉特征作简单处理。

二、实验要求：1．从最常用的“.BMP”图像格式中读取图像数据；2．对数字图像的表示方式（如RGB、YUV）及各种表示方式之间的转换有初步了解；3．根据输入参数改变数字图像的色彩、亮度、对比度。

三、实验步骤：1．根据BMP格式，将图像内容读入内存数组；2．通过访问数字图像RGB三个通道的对应矩阵，改变数字图像的色彩；3．将数字图像的RGB表示转换为YUV表示；Y=0.30R+0.59G+0.11BU=0.70R-0.59G-0.11BV=-0.30R-0.59G+0.89B4．通过访问Y（亮度）通道，改变数字图像的亮度；5．通过Y（亮度）通道作灰度的线性变换，改变数字图像的对比度。

四、实验图像：实验二：数字图像变换与伽马校正一、实验目的：了解数字图像的灰度反变换和γ（0.4，0.6，0.8）校正。

二、实验要求：1. 对图像进行灰度变换。

2. 对图像进行γ校正。

三、实验步骤：1. 将BMP图像内容读入内存数组。

2. 调整图像的灰度，对图像进行灰度变换（反变换）。

3. 对图像进行γ较正,分别取值为0.4,0.6,0.8.四、实验图像：灰度变换γ较正实验三：数字图像的噪声去除一、实验目的：学会用滤波器去除图像中的噪声。

二、实验要求：1．用均值滤波器去除图像中的噪声； 2．用中值滤波器去除图像中的噪声； 3．比较两种方法的处理结果三、实验步骤：1．根据BMP 格式，将图像内容读入内存数组； 2．用均值滤波器去除图像中的噪声；3．用中值滤波器去除图像中的噪声；将两种处理方法的结果与原图比较； 4．注意两种处理方法对边缘的影响。

《数字图像处理》实验指导书工程学院信息技术教研室2011.10目录实验一图像基本操作 (1)实验二图像运算 (3)实验三图像增强——空域滤波 (5)实验四图像的傅立叶变换 (7)实验五图像增强——频域滤波 (9)实验六图像分割 (12)实验一图像基本操作一、实验目的了解MatLab软件/语言，学会使用MatLab的图像处理工具箱(Image Processing Toolbox)，使学生初步具备使用该软件处理图像信息的能力，并能够利用该软件完成本课程规定的其他实验和作业。

熟悉常用的图像文件格式与格式转换；熟悉图像矩阵的显示方法（灰度、索引、黑白、彩色）；熟悉图像矩阵的格式转换二、实验要求在MATLAB环境下完成下列操作：1、读入图像；2、保存图像；3、图像的显示方法三、实验方法使用函数imread可以将图像读入MA TLAB环境，imread的语法为：imread( ‘filename’ )imread所支持的文件格式包括：TIFF---------- .tif .tiffJPEG-------- .jpg .jpegGIF----------- .gifBMP--------- .bmpPNG--------- .pngXWD--------- .xwd使用函数imwrite可以将图像保存在磁盘上，imwrite的语法为imwrite( f, ‘filename’ )使用函数size可以察看图像大小，size的语法为size( )使用函数imfinfo可以察看图像信息，imfinfo的语法为imfinfo filename使用函数imshow 可以显示图像缩略图，imshow 的语法为imshow ( )使用函数imview 可以显示图像原图，imview 的语法为imview ( )使用函数figure可以开辟一个新的窗口，figure的语法为figure, imshow ( )figure, imview ( )figure, plot ( )…………………使用数据类型转换函数可以转换图像数据类型，如im2uint8 ( ) ------------------ convert image to uint8im2uint16 ( ) ---------------- convert image to uint16mat2gray ( ) ----------------- convert image to double, range[0 , 1]im2double ( ) ---------------- convert image to doubleim2bw ( ) --------------------- convert image to logical四、实验过程使用函数imread 打开一幅灰度图像(lena_gray.jpg)，使用函数imwrite 将图像另存为不同的文件名；在此过程中观察图像矩阵的形式，并记录5×5的矩阵片断；使用函数size察看图像大小，使用函数imfinfo察看图像信息；记录图像信息；分别使用函数imshow 和函数imview 显示图像；记录两种方式的区别。

实验一 Matlab图像处理工具箱的初步练习一、实验目的和任务1、初步了解与掌握MA TLAB语言的基本用法；2、掌握MA TLAB语言中图象数据与信息的读取方法；3、掌握在MA TLAB语言中图像类型的转换。

二、实验仪器、设备及材料1、计算机2、MatLab软件/语言包括图像处理工具箱(Image Processing Toolbox)3、实验所需要的图片三、实验原理将数字图像的RGB表示转换为YUV表示；Y=0.30R+0.59G+0.11BU=0.70R-0.59G-0.11BV=-0.30R-0.59G+0.89B四、实验步骤1、阅读资料并熟悉MatLab的基本操作2、读取MATLAB中的图象数据3、显示MATLAB中的图象文件。

用MATLAB在自建的文件夹中建立m文件，在这个文件的程序中，将MA TLAB目录下work文件夹中的tree.tif 图象文件读出，用到imread，imfinfo等命令，观察一下图象数据，了解一下数字图象在MA TLAB中的处理就是处理一个矩阵的本质。

4、将3中的图象显示出来（用imshow）。

5、对MA TLAB目录下work文件夹中的flowers.tif进行真彩色图像、索引色图像、灰度图像、二值图像之间的相互变换，并显示。

6、进行真彩色图像RGB（lenacolor.jpg）、YIQ图像、HSV图像、YcbCr图像的相互转换，并显示。

五、实验报告要求1、描述实验的基本步骤；2、用图片给出步骤4、5、6中取得的实验结果；六、实验所需图片lenacolor.jpg七、实验注意事项1、学生应提前预习2、请大家在E盘建一个目录（matlab），在每次启动时都要将这个目录加入到MATLAB的搜索路径中，添加的方法为File----Set Path----Tool---Add Path八、思考题1、图像之间转换的基础是什么，为什么可以实现相互的转换九、附录MATLAB简介 (1)MATLAB全称是Matrix Laboratory（矩阵实验室），一开始它是一种专门用于矩阵数值计算的软件，从这一点上也可以看出，它在矩阵运算上有自己独特的特点。

（一）数字图像处理系统的安装调试原理：MATLAB 语言是由美国MathWorks 公司推出的计算机软件，现已成为国际公认的最优秀的科学计算与数学应用软件之一，它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，构成了一个方便的、界面友好的用户环境，而且还具有可扩展性特征。

MathWorks 公司针对不同领域的应用，推出了信号处理、控制系统、神经网络、图像处理、小波分析、鲁棒控制、非线性系统控制设计、系统辨识、优化设计、统计分析、财政金融、样条、通信等30 多个具有专门功能的工具箱，这些工具箱是由该领域内的学术水平较高的专家编写的，无需用户自己编写所用的专业基础程序，可直接对工具箱进行运用。

同时，工具箱内的函数源程序也是开放性的，多为M 进行文件，用户可以查看这些文件的代码并进行更改，MALAB 支持用户对其函数二次开发，用户的应用程序也可以作为新的函数添加到相应的工具箱中。

MATLAB中的数字图像是以矩阵形式表示的，这意味着MATLAB 强大的矩阵运算能力用于图像处理非常有利，矩阵运算的语法对MATLAB 中的数字图像同样适用。

数字图像处理工具箱函数包括以下15 类：、⑴、图像显示函数；⑵、图像文件输入、输出函数；⑶、图像几何操作函数；⑷、图像像素值及统计函数；⑸、图像分析函数；⑹、图像增强函数；⑺、线性滤波函数；⑻、二维线性滤波器设计函数；⑼、图像变换函数；⑽、图像邻域及块操作函数；⑾、二值图像操作函数；⑿、基于区域的图像处理函数；⒀、颜色图操作函数；⒁、颜色空间转换函数；⒂、图像类型和类型转换函数。

MATLAB 图像处理工具箱支持四种图像类型，分别为真彩色图像、索引色图像、灰度图像、二值图像，由于有的函数对图像类型有限制，这四种类型可以用工具箱的类型转换函数相互转换。

MATLAB 可操作的图像文件包括BMP、HDF、JPEG、PCX、TIFF、XWD 等格式。

实验内容：MATLAB操作基础包括MATLAB的安装及界面使用。

数字图像处理实验指导书电气信息工程系实验中心2008年8月目 录实验一、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、实验仪器1．计算机；2．扫描仪（或数码相机、数字摄像机）及其驱动程序盘；3．图像处理软件（画图，photoshop， Microsoft photo edit等）；4．记录用的笔、纸。

三、 实验内容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。