实验一 数字图像基本处理及灰度调整

实验一数字图像基本操作一、实验目的1)掌握读、写图像的基本方法。

2)掌握MATLAB语言中图像数据与信息的读取方法。

3)理解图像灰度变换处理在图像增强的作用。

二、实验内容与要求复制若干图形文件（如forest.tif和b747.jpg）至MATLAB目录下work文件夹中。

1.熟悉MATLAB语言中对图像数据读取，显示等基本函数特别需要熟悉下列命令：熟悉imread()函数、imwrite()函数、size()函数、Subplot （）函数、Figure（）函数。

1)将MA TLAB目录下work文件夹中的forest.tif图像文件读出.用到imread，imfinfo 等文件，观察一下图像数据，了解一下数字图像在MATLAB中的处理就是处理一个矩阵。

将这个图像显示出来（用imshow）。

尝试修改map颜色矩阵的值，再将图像显示出来，观察图像颜色的变化。

2)将MA TLAB目录下work文件夹中的b747.jpg图像文件读出，用rgb2gray()将其转化为灰度图像，记为变量B。

2.图像灰度变换处理在图像增强的作用1)读入不同情况的图像，请自己编程和调用Matlab函数用常用灰度变换函数对输入图像进行灰度变换，比较相应的处理效果。

2)对B进行如图所示的分段线形变换处理，试比较与直方图均衡化处理的异同。

图1.1分段线性变换函数三、实验原理与算法分析1.灰度变换灰度变换是图像增强的一种重要手段，它常用于改变图象的灰度范围及分布，是图象数字化及图象显示的重要工具。

1)图像反转灰度级范围为[0, L-1]的图像反转可由下式获得-=1Ls-r2)对数运算：有时原图的动态范围太大，超出某些显示设备的允许动态范围，如直接使用原图，则一部分细节可能丢失。

解决的方法是对原图进行灰度压缩，如对数变换：s = c log(1 + r )，c 为常数，r ≥ 03) 幂次变换：0,0,≥≥=γγc cr s4) 对比拉伸：在实际应用中,为了突出图像中感兴趣的研究对象，常常要求局部扩展拉伸某一范围的灰度值，或对不同范围的灰度值进行不同的拉伸处理，即分段线性拉伸：其对应的数学表达式为：四、实验步骤1. 熟悉MATLAB 语言中对图像数据读取，显示等基本函数 1) 文件读取与信息显示：load trees;[X,map]=imread('forest.tif');subimage(X,map); I=imread('forest.tif');imshow(I);imfinfo('forest.tif');2) map 颜色矩阵的修改[X,map]=imread('forest.tif');map1=map+map;subimage(X,map1);3) 灰度图像的转化RGB=imread('b747.jpg');B=rgb2gray(RGB);figure(1);imshow(RGB);title('原图');figure(2);imshow(B);title('灰度图');2. 图像灰度变换处理在图像增强中的作用RGB=imread('b747.jpg');B=rgb2gray(RGB);figure(1);imshow(RGB);title('原图');figure(2);imshow(B);title('灰度图');%J = imadjust(I,[low_in; high_in],[low_out; high_out])% 将low_in至high_in之间的值映射到low_out至high_out之间，low_in以下及high_in以上归零。

数字图像处理实验报告班级：姓名：学号：数字图像处理实验报告一．实验名称：图像灰度变换二．实验目的：1 学会使用Matlab；2 学会用Matlab软件对图像灰度进行变换，感受各种不同的灰度变换方法对最终图像效果的影响。

三．实验原理：Matlab中经常使用的一些图像处理函数：读取图像：img=imread('filename'); //支持TIFF,JPEG,GIF,BMP,PNG,XWD等文件格式。

显示图像：imshow(img,G); //G表示显示该图像的灰度级数，如省略则默认为256。

保存图片：imwrite(img,'filename'); //不支持GIF格式，其他与imread相同。

亮度变换：imadjust(img,[low_in,high_in],[low_out,high_out]); //将low_in至high_in之间的值映射到low_out至high_out之间，low_in 以下及high_in以上归零。

绘制直方图：imhist(img);直方图均衡化：histeq(img,newlevel); //newlevel表示输出图像指定的灰度级数。

像平滑与锐化（空间滤波）：w=fspecial('type',parameters);imfilter(img,w); //这两个函数结合将变得十分强大，可以实现photoshop里的任意滤镜。

图像复原：deconvlucy(img,PSF); //可用于图像降噪、去模糊等处理。

四.实验步骤：1．获取实验用图像：Fig3.10(b).jpg. 使用imread函数将图像读入Matlab。

2．产生灰度变换函数T1，使得：0.3r r < 0.35s = 0.105+2.6333(r–0.35) 0.35 ≤ r ≤ 0.65 1+0.3(r–1) r > 0.65用T1对原图像Fig3.10(b).jpg进行处理，打印处理后的新图像。

《数字图像处理》实验报告数字图像处理是一门将图像进行数字化处理的学科，它通过计算机算法和技术手段对图像进行分析、增强、压缩和重建等操作。

在本次实验中，我们学习了数字图像处理的基本概念和常用算法，并通过实验来探索其应用和效果。

首先，我们进行了图像的读取和显示实验。

通过使用Python中的OpenCV库，我们能够轻松地读取图像文件，并将其显示在屏幕上。

这为我们后续的实验奠定了基础。

同时，我们还学习了图像的像素表示方法，了解了图像由像素点组成的原理。

这使我们能够更好地理解后续实验中的算法和操作。

接下来，我们进行了图像的灰度化实验。

灰度化是将彩色图像转换为灰度图像的过程。

在实验中，我们使用了不同的算法来实现灰度化操作，包括平均值法、最大值法和加权平均法等。

通过比较不同算法得到的灰度图像，我们发现不同算法对图像的处理效果有所差异，这使我们深入理解了灰度化的原理和应用。

随后，我们进行了图像的直方图均衡化实验。

直方图均衡化是一种用于增强图像对比度的方法。

在实验中，我们使用了直方图均衡化算法来对图像进行处理，并观察了处理前后的效果变化。

通过实验，我们发现直方图均衡化能够显著提高图像的对比度，使图像更加清晰和鲜明。

在进一步探索图像处理技术的过程中，我们进行了图像的滤波实验。

滤波是一种常用的图像处理操作，它通过对图像进行卷积操作来实现。

在实验中，我们学习了不同类型的滤波器，包括均值滤波器、高斯滤波器和中值滤波器等。

通过比较不同滤波器对图像的处理效果，我们发现每种滤波器都有其适用的场景和效果。

此外，我们还进行了图像的边缘检测实验。

边缘检测是一种用于提取图像边缘信息的方法。

在实验中，我们学习了不同的边缘检测算法，包括Sobel算子、Canny算子和Laplacian算子等。

通过比较不同算法对图像的处理效果，我们发现每种算法都有其独特的特点和应用。

最后，我们进行了图像的压缩实验。

图像压缩是一种将图像数据进行压缩以减小文件大小的方法。

数字图像处理实验报告实验一图像处理入门实验:图像生成及取反1、【实验目的】了解matlab有关图像的基本操作，如图像的读写，显示等。

熟悉调试环境。

2、【实验步骤】（1）Matlab workspace中生成一幅大小为512×512像素的8位灰度图, 背景为黑色，中心有一个宽40像素高20像素的白色矩形。

（2）将这幅图像保存为文件test.bmp。

•从文件test.bmp中读出图像到变量I。

•在Matlab图形界面中显示变量I所代表的图像。

•将获得的图像的格式分别转换为“*.tif”、“*.jpg”的格式保存，检查图像文件数据量的大小。

•将图片保存或拷贝到MATLAB程序组根目录的“work”文件夹中，以便后面的实验利用。

•将test.bmp 编程取反,观察效果。

3、【实验源码】(1)图像生成B=zeros(512,512)(2) 在图像中生成宽40像素高20像素的白色矩形for i=246:266for j=246:266B(i,j)=1;endend（3）图像保存imwrite(B,'test.bmp')（4）读出图像到变量I并另存为“*.tif”、“*.jpg”的格式e=imread('test.bmp')imshow(e)imwrite(e,'test.tif')imwrite(e,'test.jpg')（5）将test.bmp 编程取反for j=1:512for k=1:512if(i(j,k)==255)i(j,k)=0;elsei(j,k)=255;end;endend4、【实验截图】查看文件大小将test.bmp 编程取反5、【实验小结】（1）通过本次实验，对Matlab软件处理图像的相关功能有了初步了解。

（2）在灰度图像的取反操作中，可以使用双重循环，对每一行每一列的象素值进行更改操作。

实验二图像亮（灰）度变换1、【实验目的】灰度变换是图像增强的一种重要手段，使图像对比度扩展，图像更加清晰，特征更加明显。

实验报告实验名称:图像处理姓名:刘强班级:电信1102学号:1404110128实验一图像变换实验——图像点运算、几何变换及正交变换一、实验条件PC机数字图像处理实验教学软件大量样图二、实验目的1、学习使用“数字图像处理实验教学软件系统”,能够进行图像处理方面的简单操作;2、熟悉图像点运算、几何变换及正交变换的基本原理,了解编程实现的具体步骤;3、观察图像的灰度直方图,明确直方图的作用与意义;4、观察图像点运算与几何变换的结果,比较不同参数条件下的变换效果;5、观察图像正交变换的结果,明确图像的空间频率分布情况。

三、实验原理1、图像灰度直方图、点运算与几何变换的基本原理及编程实现步骤图像灰度直方图就是数字图像处理中一个最简单、最有用的工具,它描述了一幅图像的灰度分布情况,为图像的相关处理操作提供了基本信息。

图像点运算就是一种简单而重要的处理技术,它能让用户改变图像数据占据的灰度范围。

点运算可以瞧作就是“从象素到象素”的复制操作,而这种复制操作就是通过灰度变换函数实现的。

如果输入图像为A(x,y),输出图像为B(x,y),则点运算可以表示为:B(x,y)＝f[A(x,y)]其中f(x)被称为灰度变换(Gray Scale Transformation,GST)函数,它描述了输入灰度值与输出灰度值之间的转换关系。

一旦灰度变换函数确定,该点运算就完全确定下来了。

另外,点运算处理将改变图像的灰度直方图分布。

点运算又被称为对比度增强、对比度拉伸或灰度变换。

点运算一般包括灰度的线性变换、阈值变换、窗口变换、灰度拉伸与均衡等。

图像几何变换就是图像的一种基本变换,通常包括图像镜像变换、图像转置、图像平移、图像缩放与图像旋转等,其理论基础主要就是一些矩阵运算,详细原理可以参考有关书籍。

实验系统提供了图像灰度直方图、点运算与几何变换相关内容的文字说明,用户在操作过程中可以参考。

下面以图像点运算中的阈值变换为例给出编程实现的程序流程图,如下:2、图像正交变换的基本原理及编程实现步骤数字图像的处理方法主要有空域法与频域法,点运算与几何变换属于空域法。

《数字图像处理》实验教案一、实验目的与要求1. 实验目的(1) 理解数字图像处理的基本概念和原理；(2) 掌握常用的数字图像处理方法和技术；(3) 能够运用数字图像处理软件进行图像处理和分析。

2. 实验要求(1) 熟悉计算机操作和图像处理软件的使用；(2) 能够阅读和理解图像处理相关的文献资料；二、实验内容与步骤1. 实验内容(1) 图像读取与显示；(2) 图像的基本处理方法：灰度化、二值化、滤波；(3) 图像的增强与复原；(4) 图像的分割与描述；(5) 图像的压缩与编码。

2. 实验步骤(1) 打开图像处理软件，导入实验所需的图像；(2) 进行图像的基本处理，观察处理前后的效果；(3) 应用图像的增强与复原方法，改善图像的质量；(4) 使用图像的分割与描述技术，提取图像中的目标区域；(5) 对图像进行压缩与编码，观察压缩后的效果。

三、实验注意事项1. 实验前请确保已经安装了图像处理软件，并熟悉其基本操作；3. 在进行图像分割与描述时，请合理选择阈值和算法，确保目标区域的准确提取；四、实验报告要求1. 实验报告应包括实验目的、实验内容、实验步骤、实验结果和实验总结；2. 实验报告中应详细描述实验过程中遇到的问题及解决方法；3. 实验报告应有清晰的图像处理结果展示，并附上相关图像的处理参数和效果对比；五、实验评分标准1. 实验目的与要求（20分）：是否达到实验目的，是否符合实验要求；2. 实验内容与步骤（30分）：是否完成实验内容，是否遵循实验步骤；3. 实验注意事项（20分）：是否注意实验注意事项，处理过程中是否出现错误；4. 实验报告要求（30分）：报告结构是否完整，描述是否清晰，图像处理结果是否合理，总结是否到位。

评分总分：100分。

六、实验一：图像读取与显示1. 实验目的(1) 学习如何使用图像处理软件读取和显示图像。

2. 实验步骤(1) 打开图像处理软件。

(2) 导入实验所需的图像文件。

数字图像处理实验实验总学时：10学时实验目的：本实验的目的是通过实验进一步理解和掌握数字图像处理原理和方法。

通过分析、实现现有的图像处理算法，学习和掌握常用的图像处理技术。

实验内容：数字图像处理的实验内容主要有三个方面:(1) 对图像灰度作某种变换,增强其中的有用信息,抑制无用信息,使图像的视在质量提高,以便于人眼观察、理解或用计算机对其作进一步的处理。

(2) 用某种特殊手段提取、描述和分析图像中所包含的某些特征和特殊的信息,主要的目的是便于计算机对图像作进一步的分析和理解,经常作为模式识别和计算机视觉的预处理。

这些特征包括很多方面，例如,图像的频域特性、灰度特征、边界特征等。

(3) 图像的变换,以便于图像的频域处理。

实验一图像的点处理实验内容及实验原理：1、灰度的线性变换灰度的线性变换就是将图像中所有的点的灰度按照线性灰度变换函数进行变换。

该线性灰度变换函数是一个一维线性函数：灰度变换方程为：其中参数为线性函数的斜率，函数的在y轴的截距，表示输入图像的灰度，表示输出图像的灰度。

要求：输入一幅图像，根据输入的斜率和截距进行线性变换，并显示。

2、灰度拉伸灰度拉伸和灰度线性变换相似。

不同之处在于它是分段线性变换。

表达如下：其中，(x1,y1)和(x2,y2)是分段函数的转折点。

要求：输入一幅图像，根据选择的转折点，进行灰度拉伸，显示变换后的图像。

3、灰度直方图灰度直方图是灰度值的函数，描述的是图像中具有该灰度值的像素的个数，其横坐标表示像素的灰度级别，纵坐标表示该灰度出现的频率(象素的个数)。

要求：输入一幅图像，显示它的灰度直方图，可以根据输入的参数（上限、下限）显示特定范围的灰度直方图。

4、直方图均衡：要求1 显示一幅图像pout.bmp的直方图；2 用直方图均衡对图像pout.bmp进行增强；3 显示增强后的图像。

实验二：数字图像的平滑实验内容及实验原理：1．用均值滤波器（即邻域平均法）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 实验步骤：用原始图象lena.bmp 或cameraman.bmp 加产生的3%椒盐噪声图象合成一幅有噪声的图象并显示；1． 用均值滤波器去除图像中的噪声（选3x3窗口）；2． f (x 0,y 0)=Med {f (x,y )∨x ∈[x 0−N,x 0+N ],y ∈[y 0−N,y 0+N ]}用中值滤波器去除图像中的噪声(选3x3窗口做中值滤波)；3． 将两种处理方法的结果与原图比较，注意两种处理方法对边缘的影响。

实验一 数字图像基本操作及灰度调整一．实验目的1.掌握读、写图像的基本方法；2.掌握MATLAB 语言中图像数据与信息的读取方法；3.理解图像灰度变换处理在图像增强的作用；4．掌握绘制灰度直方图的方法，理解灰度直方图的灰度变换及均衡化的方法。

二．实验基本原理1. 灰度变换灰度变换是图像增强的一种重要手段，它常用于改变图象的灰度范围及分布，是图象数字化及图象显示的重要工具。

1) 图像反转灰度级范围为[0, L-1]的图像反转可由下式获得r L s --=12) 对数运算：有时原图的动态范围太大，超出某些显示设备的允许动态范围，如直接使用原图，则一部分细节可能丢失。

解决的方法是对原图进行灰度压缩，如对数变换：s = c log(1 + r )，c 为常数，r ≥ 03) 幂次变换：0,0,≥≥=γγc cr s4) 对比拉伸：在实际应用中,为了突出图像中感兴趣的研究对象，常常要求局部扩展拉伸某一范围的灰度值，或对不同范围的灰度值进行不同的拉伸处理，即分段线性拉伸：其对应的数学表达式为：2. 直方图均衡化灰度直方图的横坐标是灰度级，纵坐标是该灰度级出现的频度，它是图像最基本的统计特征。

依据定义，在离散形式下， 用r k 代表离散灰度级，用p r (r k )代表p r (r )，并且有下式成立：nn r P k k r =)( 1,,2,1,010-=≤≤l k r k 式中：n k 为图像中出现r k 级灰度的像素数，n 是图像像素总数，而n k /n 即为频数。

直方图均衡化处理是以累积分布函数变换法为基础的直方图修正法。

假定变换函数为ωωd p r T s r r)()(0⎰==(a) Lena 图像 (b) Lena 图像的直方图图1-1 Lena 图像及直方图当灰度级是离散值时，可用频数近似代替概率值，即1,,1,010)(-=≤≤=l k r n n r p k k k r式中：l 是灰度级的总数目，p r (r k )是取第k 级灰度值的概率，n k 是图像中出现第k 级灰度的次数，n 是图像中像素总数。

数字图像处理基本操作及灰度调整实验报告实验目的1.掌握数字图像处理的基本概念和原理。

2.学会使用Python编程语言进行图像处理。

3.理解并实现图像灰度调整的方法。

4.分析实验结果，讨论图像处理方法的优缺点。

2.1 数字图像处理概述数字图像处理（Digital Image Processing，DIP）是一门研究使用计算机对图像进行处理的技术。

它的目的是改善图像的质量，使之更适合人类或计算机对图像进行观察和分析。

数字图像处理涉及到图像采集、存储、传输、分析以及图像的恢复等方面。

2.2 图像的表示和描述数字图像由图像元素（像素）组成，每个像素有一个对应的灰度值。

灰度值表示像素的亮度，通常用8位二进制数表示，其范围为0~255。

像素的灰度值越高，亮度越高。

数字图像可以表示为一个矩阵，矩阵中的每个元素对应一个像素的灰度值。

彩色图像通常采用RGB颜色模型，每个像素包含三个分量，分别对应红色、绿色和蓝色通道的亮度。

2.3 图像灰度调整图像灰度调整是指调整图像像素的灰度值，以改善图像的质量。

常用的图像灰度调整方法有：1.线性灰度变换：通过线性映射关系改变图像灰度值，可以实现图像亮度的调整和对比度的拉伸。

2.直方图均衡化：通过调整图像的灰度直方图，使其均匀分布，可以提高图像的对比度。

•操作系统：Windows 10•编程语言：Python 3.8•图像处理库：OpenCV 4.5.2•集成开发环境：Visual Studio Code4.1 图像读取和显示首先，我们需要使用OpenCV库读取和显示图像。

以下是读取和显示图像的Python代码：4.2 图像灰度化为了便于后续的灰度调整操作，我们需要将彩色图像转换为灰度图像。

以下是图像灰度化的Python代码：4.3 灰度调整接下来，我们将对图像进行灰度调整。

首先，实现线性灰度变换。

以下是线性灰度变换的Python代码：4.4 图像直方图均衡化直方图均衡化是一种能够提高图像对比度的方法。

X-CT模拟实验1——数字图像灰度变换技术一、实验目的1．了解数字图像处理技术；2．观察图像处理效果，体会数字图像处理技术的重要性；3．比较各种处理方法所得图像质量，对图像处理有个比较全面的了解。

二、实验仪器计算机、X-CT模拟实验软件、捕获图片软件、打印机三、实验原理灰度变换技术是数字图像处理技术中的对比度增强技术中的一种。

灰度变换技术分为线性变换和非线性变换两大类。

线性变换属于直线变换，满足的关系为bkxy+=，其中x为原始图像，y为变换后的图像，k、b分别为变换常量。

非线性变换属曲线变换，变换函数有对数函数和指数函数等。

线性变换技术处理的是曝光不足或过度的情况。

图像灰度局限在一个很小的范围，其灰度值偏低或偏高的情况。

这时显示器上显示的是一个模糊不清的、似乎没有灰度层次的图像。

用一个线性单值函数对图像中的每一个像素进行再运算，增大像素之间的灰度差值，将有效的改善图像效果。

非线性变换的目的可以是拉伸兴趣区的灰度细节，相对抑制不感兴趣区的灰度级，使感兴趣区的图像得以改善；也可以是通过扩展低值灰度区，压缩高值灰度区域的方法，使低值灰度区域的图像细节更清楚；还可以用于曝光范围处在非线性区，图像对比度差的情况，或显示器存在转移特性的非线性等等各种情况。

非线性变换技术是用一些非线性函数，如分段函数、对数函数、指数函数等作为映射函数，实现图像灰度的非线性变换。

本实验主要是改变低值对比度图像，使原低对比度图像变换后，清晰的展现原图像中相关的一部分或全部。

本实验提供了线性函数、对数函数、指数函数作为映射函数，输入不同参数，可以观察利用各种处理技术之后原始图像产生的效果。

四、实验内容１．从“帮助”框中提供的第一组图像中，任选一个，进行线性和非线性的四种变换，用捕获图片软件，截取一幅最佳变换图像的照片；２．从“帮助”框中提供的第二组图像中，任选一个，进行线性和非线性的四种变换，选出最佳变换图像。

3．利用“CT窗口技术”，观察窗宽、窗位对图像的影响。

数字图像处理实验报告（五个实验全）实验⼀ Matlab图像⼯具的使⽤1、读图I=imread(＇lena.jpg＇);imshow(I);2、读⼊⼀幅RGB图像，变换为灰度图像和⼆值图像，并在同⼀个窗⼝内分成三个⼦窗⼝来分别显⽰RGB图像和灰度图像。

a=imread(＇lena.jpg＇)i = rgb2gray(a)I = im2bw(a,0.5)subplot(3,1,1);imshow(a);subplot(3,1,2);imshow(i);subplot(3,1,3);imshow(I);原图像灰度图像⼆值图像实验⼆图像变换1、对⼀幅图像进⾏平移，显⽰原始图像与处理后图像，分别对其进⾏傅⾥叶变换，显⽰变换后结果，分析原图的傅⾥叶谱与平移后傅⾥叶频谱的对应关系。

s=imread(＇beauty.jpg＇);i=rgb2gray(s)i=double(i)j=fft2(i);k=fftshift(j); 原图像原图的傅⾥叶频谱l=log(abs(k));m=fftshift(j);RR=real(m);II=imag(m);A=sqrt(RR.^2+II.^2);A=(A-min(min(A)))/(max(max(A)))*255;b=circshift(s,[800 450]);b=rgb2gray(b)b=double(b) 平移后的图像平移后的傅⾥叶频谱c=fft2(b);e=fftshift(c);l=log(abs(e));f=fftshift(c);WW=real(f);ZZ=imag(f);B=sqrt(WW.^2+ZZ.^2);B=(B-min(min(B)))/(max(max(B)))*255;subplot(2,2,1);imshow(s);subplot(2,2,2);imshow(uint8(b));subplot(2,2,3);imshow(A);subplot(2,2,4);imshow(B);2、对⼀幅图像进⾏旋转，显⽰原始图像与处理后图像，分别对其进⾏傅⾥叶变换，显⽰变换后结果，分析原图的傅⾥叶谱与旋转后傅⾥叶频谱的对应关系。

数字图像处理实验报告实验一数字图像的获取一、实验目的1、了解图像的实际获取过程。

2、巩固图像空间分辨率和灰度级分辨率、邻域等重要概念。

3、熟练掌握图像读、写、显示、类型转换等matlab函数的用法。

二、实验内容1、读取一幅彩色图像，将该彩色图像转化为灰度图像，再将灰度图像转化为索引图像并显示所有图像。

2、编程实现空间分辨率变化的效果。

三、实验原理1、图像读、写、显示I=imread(‘image.jpg’)Imview(I)Imshow(I)Imwrite(I,’wodeimage.jpg’)2、图像类型转换I=mat2gray(A,[amin,amax]);按指定的取值区间[amin,amax]将数据矩阵A转化为灰度图像I，amin对应灰度0，amax对应1，也可以不指定该区间。

[x,map]=gray2ind(I,n);按指定的灰度级n将灰度图像转化为索引图像,n默认为64I=ind2gray(x,map);索引图像转化为灰度图像I=grb2gray(RGB);真彩色图像转化为灰度图像[x,map]=rgb2ind(RGB);真彩色图像转化为索引图像RGB=ind2rgb(x,map);索引图像转化为真彩色图像BW=im2bw(I,level);将灰度图像转化为二值图像,level取值在[0,1]之间BW=im2bw(x,map,level);将索引图像转化为二值图像,level取值在[0,1]之间BW=im2bw(RGB,level);将真彩色图像转化为二值图像,level取值在[0,1]之间四、实验代码及结果1、in=imread('peppers.png');i=rgb2gray(in);[x,map]=gray2ind(i,128);subplot(131),imshow(in)subplot(132),imshow(i)subplot(133),imshow(x),colormap(map)2、%空间分辨率变化的效果clc,close all,cleari=imread('cameraman.tif');i=imresize(i,[256,256]);i1=i(1:2:end,1:2:end);[m1,n1]=size(i)i2=i1(1:2:end,1:2:end);[m2,n2]=size(i2)i3=i2(1:2:end,1:2:end);[m3,n3]=size(i3)subplot(221),imshow(i),xlabel('256x256')subplot(222),imshow(i1),xlabel('128x128')subplot(223),imshow(i2),xlabel('64x64')subplot(224),imshow(i3),xlabel('32x32')256 x 256128 x 12864 x 6432 x 32实验二图像的几何变换一、实验目的掌握图像的基本几何变换的方法1、图像的平移2、图像的旋转二、实验内容练习用matalb 命令实现图像的平移、旋转操作1、.编写实现图像平移的函数2、用imread 命令从你的硬盘读取一幅256×256灰度图;3、调用平移函数，将256×256灰度图平移100行200列，在同一个窗口中显示平移前和平移后的图像。

数字图像基本操作及灰度调整一．实验目的1.掌握读取图像的基本方法；2.掌握MATLAB 语言中图像数据与信息的读取方法；3.掌握绘制灰度直方图的方法，理解灰度直方图的灰度变换及均衡化的方法。

二．实验基本原理灰度直方图的横坐标是灰度级，纵坐标是该灰度级出现的频度，它是图像最基本的统计特征。

依据定义，在离散形式下， 用r k 代表离散灰度级，用p r (r k )代表p r (r)，并且有下式成立：nn r P k k r =)( 1,,2,1,010-=≤≤l k r k (1-1) 式中：n k 为图像中出现r k 级灰度的像素数，n 是图像像素总数，而n k /n 即为频数。

(a) Lena 图像 (b) Lena 图像的直方图图1-1 Lena 图像及直方图直方图均衡化处理是以累积分布函数变换法为基础的直方图修正法。

假定变换函数为ωωd p r T s r r )()(0⎰== (1-2) 当灰度级是离散值时，可用频数近似代替概率值，即1,,1,010)(-=≤≤=l k r n n r p k kk r(1-3)式中：l 是灰度级的总数目，p r (r k )是取第k 级灰度值的概率，n k 是图像中出现第k 级灰度的次数，n 是图像中像素总数。

所以式(1-2)可以表示为 1,,1,010)()(00-=≤≤===∑∑==l k r r p n n r T s j k j jr k j j k k (1-4)灰度线性变换，假定原图像f(x, y)的灰度范围为［a, b ］，希望变换后图像g(x, y)的灰度范围扩展至［c, d ］，则线性变换可表示为c a y x f ab c d y x g +---=]),([),( (1-5)(a) 原始图像 (b) 灰度变换后的图像图1-2线性灰度变换利用VC 做实验的同学请参考教材第三章，VC++图像编程基础。

MATLAB 是集数值计算，符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算语言。

数字图像处理实验报告一、引言数字图像处理是一门涉及图像获取、图像处理和图像分析的重要学科，广泛应用于计算机科学、电子工程、通信技术等领域。

本报告旨在介绍并总结我所进行的数字图像处理实验，讨论实验的目的、方法、结果和分析。

二、实验目的通过本次实验，旨在掌握和理解数字图像处理的基本原理和常见技术，包括灰度变换、空间域滤波、频域滤波等，以及层次分割、边缘检测和形态学处理等高级应用技术。

三、实验方法1. 寻找合适的图像在实验中，我选用了一张自然风景图像作为处理对象。

这张图像包含丰富的纹理和颜色信息，适合用于多种图像处理方法的验证和比较。

2. 灰度变换灰度变换是数字图像处理中常见的基础操作，可以通过对图像的像素灰度值进行线性或非线性变换，来调整图像的对比度、亮度等特征。

在实验中，我利用线性灰度变换方法将原始彩色图像转换为灰度图像，并进行对比度的调整，观察处理结果的变化。

3. 空间域滤波空间域滤波是一种基于像素邻域的图像处理方法，常用于图像去噪、边缘增强等应用。

我使用了平滑滤波和锐化滤波两种方法，并针对不同的滤波算子和参数进行了实验和比较，评估其对图像细节和边缘保留的影响。

4. 频域滤波频域滤波是一种基于图像的频谱特征的图像处理方法，广泛应用于图像增强、去噪和特征提取等方面。

我利用傅里叶变换将图像从空间域转换到频域，采用理想低通滤波器和巴特沃斯低通滤波器进行图像的模糊处理，并进行了实验对比和分析。

5. 高级应用技术在实验中，我还研究了数字图像处理中的一些高级应用技术，包括层次分割、边缘检测和形态学处理。

通过应用不同的算法和参数，我实现了图像区域分割、提取图像边缘和形态学形状变换等效果，评估处理结果的准确性和稳定性。

四、实验结果与分析通过对以上实验方法的实施，我获得了一系列处理后的图像，并进行了结果的比较和分析。

在灰度变换实验中，我发现线性变换对图像的对比度有较大影响，但对图像的细节变化不敏感；在空间域滤波实验中，平滑滤波可以有效降噪，但会导致图像细节损失，而锐化滤波可以增强图像的边缘效果，但也容易引入噪声；在频域滤波实验中，理想低通滤波对图像的模糊效果明显，而巴特沃斯低通滤波器可以在一定程度上保留图像的高频细节信息；在高级应用技术实验中，边缘检测和形态学处理对提取图像边缘和形状变换非常有效，但参数的选择会对结果产生较大影响。

图像处理灰度变换实验一．实验目的1．熟悉和掌握利用matlab 工具进行数字图像的读、写、显示、像素处理等数字图像处理的基本步骤和流程。

2．熟练掌握各种空间域图像增强的基本原理及方法。

3．熟悉通过灰度变换方式进行图像增强的基本原理、方法和实现。

4．熟悉直方图均衡化的基本原理、方法和实现。

二．实验原理（一）数字图像的灰度变换灰度变换是图像增强的一种经典而有效的方法。

灰度变换的原理是将图像的每一个像素的灰度值通过一个函数，对应到另一个灰度值上去从而实现灰度的变换。

常见的灰度变换有线性灰度变换和非线性灰度变换，其中非线性灰度变换包括对数变换和幂律（伽马）变换等。

1、线性灰度变换1）当图像成像过程曝光不足或过度，或由于成像设备的非线性和图像记录设备动态范围太窄等因素，都会产生对比度不足的弊病，使图像中的细节分辨不清，图像缺少层次。

这时，可将灰度范围进行线性的扩展或压缩，这种处理过程被称为图像的线性灰度变换。

对灰度图像进行线性灰度变换能将输入图像的灰度值的动态范围按线性关系公式拉伸扩展至指定范围或整个动态范围。

2）令原图像f (x,y )的灰度范围为[a,b]，线性变换后得到图像g (x,y )，其灰度范围为[c,d]，则线性灰度变换公式可表示为a y x fb y x f a b y x fc c a y x f a b cd d y x g <≤≤>+---=),(),(),(,,]),([,),( (1)由(1)式可知，对于介于原图像f (x,y )的最大和最小灰度值之间的灰度值，可通过线性变换公式，一一对应到灰度范围[c,d]之间，其斜率为(d-c)/(b-a)；对于小于原图像的最小灰度值或大于原图像的最大灰度值的灰度值，令其分别恒等于变换后的最小和最大灰度值。

变换示意图如图1所示。

图1 线性灰度变换示意图当斜率大于一时，变换后的灰度值范围得到拉伸，图像对比度得到提高；当斜率小于一时，变换后的灰度值范围被压缩，最小与最大灰度值的差变小，图像对比度降低；当斜率等于一时，相当于对图像不做变换。

《数字图像处理》实验报告数字图像处理是计算机科学与技术领域中的一个重要分支，它涉及到对图像进行获取、处理、分析和显示等一系列操作。

在本次实验中，我们将学习和探索数字图像处理的基本概念和技术，并通过实验来加深对这些概念和技术的理解。

首先，我们需要了解数字图像的基本概念。

数字图像是由像素组成的二维矩阵，每个像素代表图像中的一个点，像素的灰度值或颜色值决定了该点的亮度或颜色。

在实验中，我们将使用灰度图像进行处理，其中每个像素的灰度值表示了该点的亮度。

在数字图像处理中，最基本的操作之一是图像的获取和显示。

我们可以通过摄像头或者从文件中读取图像数据，然后将其显示在计算机屏幕上。

通过这种方式，我们可以对图像进行观察和分析，为后续的处理操作做好准备。

接下来，我们将学习一些常见的图像处理操作。

其中之一是图像的灰度化处理。

通过将彩色图像转换为灰度图像，我们可以减少图像数据的维度，简化后续处理的复杂度。

灰度化处理的方法有多种，例如将彩色图像的RGB三个通道的像素值取平均值，或者使用加权平均值的方法来计算灰度值。

另一个常见的图像处理操作是图像的平滑处理。

图像平滑可以减少图像中的噪声，并使得图像更加清晰。

常用的图像平滑方法包括均值滤波和高斯滤波。

均值滤波通过计算像素周围邻域像素的平均值来平滑图像，而高斯滤波则使用一个高斯核函数来加权平均邻域像素的值。

除了平滑处理，图像的锐化处理也是数字图像处理中的一个重要操作。

图像的锐化可以增强图像的边缘和细节，使得图像更加清晰和鲜明。

常用的图像锐化方法包括拉普拉斯算子和Sobel算子。

这些算子通过计算像素周围邻域像素的差异来检测边缘，并增强边缘的灰度值。

此外，我们还将学习一些图像的变换操作。

其中之一是图像的缩放和旋转。

通过缩放操作，我们可以改变图像的尺寸，使其适应不同的显示设备或应用场景。

而旋转操作可以将图像按照一定的角度进行旋转，以达到某种特定的效果。

最后，我们将学习一些图像的特征提取和分析方法。

（4）对灰度化后的图像进行图像反转、对数运算、幂次变换和对比拉伸。

2. 直方图均衡化（1）统计灰度图像的灰度直方图。

（2）对灰度图像进行归一化处理，统计灰度直方图。

（3）对灰度图像进行直方图均衡化处理，显示图像。

（4）直方图匹配。

四、实验过程与分析1. 灰度变换（1）利用 Python 语言对图像进行数据读取，显示等操作。

通过OpenCV库的imread函数，我们可以方便地读取图像文件。

这个函数会返回一个NumPy 数组数据类型，这个数组按照图像的像素信息组织，通常包括图像的宽度、高度以及颜色通道。

对于彩色图像，它通常包含三个通道，分别对应红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）三个颜色分量。

imread函数读取的图像数据以特定的行数和列数存储，例如您提到的319行425列，这代表了图像的尺寸。

每个像素点的颜色信息由三个数值（对应于RGB三个通道）来表示，形成一个三维数组。

imshow函数则是用来显示这个图像矩阵的。

它的第一个参数是一个字符串，表示显示窗口的名称；第二个参数则是imread函数返回的图像矩阵。

通过这个函数，我们可以在一个窗口中看到加载的图像。

waitKey函数表示等待键盘输入的时间.当参数为0时，它会无限期地等待用户按键。

这确保了图像显示窗口会一直保持打开状态，直到用户按下某个键为止。

这是保持图像显示的重要步骤，因为如果没有调用waitKey或者它的参数不是0，图像可能会一闪而过，甚至根本不显示。

（2）改变颜色矩阵的值，将图像显示出来，观察图像颜色变化。

读取图像的颜色矩阵。

两个img矩阵相加得到一个新的矩阵，并且颜色发生明显变化。

（3）对图像进行灰度化。

当使用cv2.cvtColor 函数并指定cv2.COLOR_BGR2GRAY 作为转换方式时，它会将输入的包含红色、绿色和蓝色三个通道的彩色图像转换成一个仅包含灰度信息的单通道图像。

灰度图像中的每个像素点只有一个亮度值，这个值代表了该像素点的灰度级别，其取值范围通常是 0 到 255，其中 0 表示黑色，255 表示白色，中间的数值则表示不同程度的灰色。