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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。
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。
《数字图像处理》实验指导书实验一 图像变换实验性质：验证性 实验级别：必做 开课单位：信息与通信工程学院 学 时：2一、实验目的1. 掌握图像变换的方法；2. 掌握离散二维余弦变换的原理和性质；3. 掌握离散二维傅里叶变换的原理和性质。
二、实验原理1. 1-D FFT序列()()1,,1,0-=N n n x 的DFT 定义为：()()[]N nk j n x k X N n π2ex p 1-=∑-= （1）设()()()n jb n a n x +=，()()()k jB k A k X +=，N Q π2=，则上式变为：()()()()[]()()[]Qnk j Qnk n jb n a k jB k A N n sin cos 1-+=+∑-= （2）()()()()()[]∑-=+=1sin cos N n Qnk n b Qnk n a k A （3）()()()()()[]∑-=-=1sin cos N n Qnk n a Qnk n b k B （4）将序列()n x 按序号的奇偶分成两组，即：()()()()12,,1,012221-=⎭⎬⎫+==Nn n x n x n x n x （5）因此，()n x 的傅里叶变换可以写成：()()()()()()()()∑∑∑∑∑∑-=-=-=+-=-=-=+=++=+=12022120110121202101122n n N n nkN k NN n nkN N n k n NN n nk NN n N n nkN nkNW n x WWn x W n x Wn x W n x Wn x k X 为奇数为偶数（6）由此可得：()()()12,,1,021-=+=Nk k X W k X k X kN （7）式中：()()∑-==120212N n nk N Wn x k X （8）()()∑-=+=1202212N n nk N Wn x k X （9）它们分别是()n x 1和()n x 2的2N 点DFT 。
上面的推导表明：一个N 点的DFT 被分解为两个2N 点的DFT ，这两个2N 点的DFT 又可合成一个N 点的DFT 。
但上面的公式仅能得到()k X 的前2N 点的值，运用权系数N W 的周期性与对称性，即：()nkN N k n N W W 22=+，()nk N N k n N W W -=+2 （10） 因此，()k X 的后2N 点的值可表示为：()()12,,1,022221221-=+=⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛++N k k X W k X N k X W N k X N k X kN N k N （11）通过上面的推导可以看出，一个N 点的DFT 可以分解为两个2N 点的DFT ，每个2N 点的DFT 又可以分解为两个4N 点的DFT 。
以此类推，当N 为2的整数次幂时（MN 2=），由于每分解一次降低一阶幂次，所以通过M 次分解，最后全部成为一系列2点的DFT 运算，以上就是按时间抽取的FFT 算法。
2. 2-D FFT以N M ⨯图形为例，将式（1）推广，可得2-D FFT 式：()1,1,01,1,0),(,101)//(2-=-==∑∑-=-=+-N v M u e y x f v u F M x N y N vy M ux j π （12）将式（12）写成如下的分离形式：()1,1,01,1,0),(,101/2/2-=-==∑∑-=-=--N v M u e y x f ev u F M x N y Nvy j Mux j ππ （13）由上述分离形式可知一个2-D DFT 可由连续2次运用1-D DFT 来实现。
如式（13）可分成下列两式：1,,2,1,0),(),(1/2-==∑-=-N v e y x f v x F N y Nvy j π （14）()1,1,01,1,0),(,10/2-=-==∑-=-N v M u e v x F v u F M x Mux j π （15）对每个x 值，式（14）方括号中是一个1-D DFT 。
所以()v x F ,可由沿()y x f ,的每一列求变换得到。
在此基础上，再对()v x F ,的每一行求变换就可得到()v u F ,。
由上述可知，对于2-D FFT 同样可以采取分别进行2次1-D FFT 来得到。
3. 数字图像FFT 流程图根据图像阵列的特性，对其按下列步骤进行FFT 变换：（1）将图像数据阵列变换为按列存储，即从下到上，从左到右； （2）对每一列图像数据进行1-D FFT ；（3）将按列处理后的数据结果存储，并对它们按原图像阵列的形式，即按行重新存储； （4）对重新排列的数据逐行进行1-D FFT ；（5）将每行处理后的数据存储起来，即得到2-D 数字图像FFT 结果。
对一幅n m ⨯图像进行FFT 其流程图如下所示：图1 2-D FFT 流程图其中的1-D FFT 需要倒位序和递推计算，它们的流程图如下：图2 1-D FFT 流程图1-D FFT 中整个L 级递推过程由三个嵌套循环构成。
外层的一个循环控制L(L=N 2log )级的顺序循环；内层的两个循环控制同一级各蝶形结的运算，其中最内一层循环控制同一种（指rN W 的同一个r ）蝶形结的运算，而中间一层循环则是对不同种（即rN W 中的r 不同）蝶形结做运算。
4. 2-D 离散傅里叶反变换()()()[]M vy ux j v u F N y x f N u N v +=∑∑-=-=π2exp ,1,101（16）5. 1-D 离散余弦变换()()()()1,,1,0212cos 1-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=∑-=N u N u x x f u a u C N x π （17）()()()()1,,1,0212cos 1-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=∑-=N x N u x u C u a x f N u π （18）其中()u a 由下式定义：()⎪⎩⎪⎨⎧-===1,,2,1201N u Nu N u a6. 2-D 离散余弦变换()()()()()()1,,1,0,212cos 212cos ,,101-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=∑∑-=-=N v u N v x N u x y x f v a u a v u C N x N y ππ （19）()()()()()()1,,1,0,212cos 212cos ,,101-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=∑∑-=-=N y x N v x N u x v u C v a u a y x f N u N v ππ （20）三、实验内容和步骤实验内容：1. 对标准图像进行离散傅里叶变换并在计算机屏幕观测其频谱，验证二维傅里叶变换的常用性质。
2. 对标准图像进行离散余弦变换并在计算机屏幕观测其频谱，验证二维余弦变换的常用性质，了解二维余弦变换用在图像压缩中的原因。
3. 对标准图像离散傅里叶变换和离散余弦变换的频谱进行比较。
实验步骤：1. 学习Matlab 语言的常用和图像处理函数库，会使用其函数进行编程。
2. 用Matlab 语言、C 语言或C++语言编制标准图像离散傅里叶变换和离散余弦变换的程序。
3. 将处理结果存盘。
四、实验设备计算机、Matlab 软件、Photoshop 软件。
五、实验报告要求1. 写出实验目的；2. 写出实验原理；3. 写出程序源代码；4. 将变换后的图像保存，观测其频谱，得出相应的结论。
实验二 图像增强实验性质：综合性 实验级别：必做 开课单位：信息与通信工程学院 学 时：4一、实验目的1.掌握图像点运算增强的方法；2.掌握空域增强方法；3.掌握频域增强方法。
二、实验原理1.图像点运算增强原理 1.1线性变换图像中常会出现对比度不够的情况，这可能是因图像记录装置的动态范围太小所至，也可能是由于摄影过程中原先曝光不足所造成的。
增大对比度的方法是简便的，可通过灰度范围的线性变换来达到。
我们假定原图像()y x f ,的灰度范围是[a, b]，变换后图像()y x g ,的灰度范围希望扩大到[m, n]，那么应采用下述线性变换：()()[]m a y x f ab mn y x g +---=,, （1）1.2分段线性变换分段线性变换也是常用的一种灰度变换方法，通常都是分成三段。
这种变换的数学表示如下：()()()()[]()()[]()⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≤≤+---≤≤+---≤≤=MMM f y x f f g f y x f f f g g f y x f f g f y x f f f g gf y x f y x f fg y x g ,,,,,0,,2222221111212111（2）1.3直方图均衡化处理灰度级的直方图就是反映一幅图像中的灰度级与出现这种灰度的概率之间的关系的图形。
设变量r 代表图像中的像素灰度级。
在图像中，像素的灰度级可作归一化处理，这样，r 的值将限定在下述范围之内：10≤≤r 。
在灰度级中，0=r 代表黑，1=r 代表白。
对于一幅给定的图像来说，每一个像素取得[0, 1]区间内的灰度级是随机的，也就是说r 是一个随机变量。
假定对每一瞬间它们是连续的随机变量，那么，就可以用概率密度函数()r p r 来表示原始图像的灰度分布。
如果用直角坐标系的横轴代表灰度级r ，用纵轴代表灰度的概率密度函数()r p r ，这样就可以针对一幅图像在这个坐标系中作一曲线，这条曲线就是概率论中的分布密度曲线。
为了有利于数字图像处理，必须引入离散形式。
在离散形式下，用k r 代表离散灰度级，用()k r r p 代表()r p r ，并且有下式成立：()1,,2,1,0,10-=≤≤=L k r nn r p k k k r （3）式中k n 为图像中出现k r 这种灰度的像素数，n 是图像中像素的总数，而n n k 就是概率论中所说的频数，在直角坐标系中作出k r 与()k r r p 关系的图形，这个图形称为直方图。
一幅给定的图像的灰度级分布在10≤≤r 范围内。
可以对[0, 1]区间内的任一个值r 进行如下变换：()r T s = （4）也就是说，通过上述变换，每一个原始图像的像素灰度值r 都对应产生一个s 值。
变换函数()r T 应满足下列条件：1）在0≤r ≤1区间内，()r T 为单值单调增加。
2）对于0≤r ≤1，有0≤T(r)≤1。
这里的第一个条件保证了灰度级从白到黑次序不变。
第二个条件则保证了映射后的像素灰度值在允许的范围内。
从s 到r 的反变换关系可表示为：()s Tr 1-= （5）由概率论可知，如果已知随机变量ξ的概率密度为()r p r ，而随机变量η是ξ的函数，即()ξηT =，η的概率密度()s p s 可以由()r p r 求出。
