数字图像处理实验报告

实 验 报 告

实验名称 图像变换及频域滤波

课程名称 数字图像处理

姓名 成绩

班级 学号

日期 2012.11.15 地点 综合实验楼4楼

备注：

1.实验目的

（1）编写快速傅里叶变换算法程序，验证二维傅里叶变换的平移性和旋转不变性；

（2）实现图像频域滤波，加深对频域图像增强的理解；

（3）总结实验过程（实验报告，左侧装订）：方案、编程、调试、结果、分析、结论。

2.实验环境（软件、硬件及条件）

WindowsXP

Matlab 7.1

3.实验方法

运用数字图像处理所学的图像变换及滤波知识，运用 MATLAB工具，编写程序并实现要求。

4.实验题目和分析

实验题目：

（1）产生实验图像f1 (x, y)（128×128 大小，黑色区域灰度值为0，中心白色区域大小为16×64，灰度值等于255），用MATLAB 中的fft2 函数对其进行FFT：

① 同屏显示原图f1和FFT( f1 )的幅度谱图；

② 若令f2(x,y)=(-1)x+yf1(x,y) 重复以上过程，比较二者幅度谱的异同，简述理由；

③ 若将 f2 (x, y) 顺时针旋转45 度得到f3 (x, y)，试显示FFT( f3 ) 的幅度谱，并与FFT( f2 )的幅度谱进行比较。

（2）对实验图像lena.img（256×256 大小、256 级灰度）进行频域的理想低通、高通滤波，同屏显示原图、幅度谱图和低通、高通滤波的结果图。

分析：

a.先用矩阵构建图像，再对图像进行二维快速傅立叶变换，最后用MATLAB中的mesh函数显示其幅度谱图；

b.对原图像进行频谱中心化，再进行二维快速傅立叶变换显示其频谱图，与前面对比；

c.用最邻近插值法旋转图像再进行频谱中心化，显示其幅度谱图，观察幅度谱的变化；

e.用fopen函数打开lena.img图像，imshow显示原图像，mesh显示幅度谱图；f.低通滤波：图像的能量大部分集中在幅度谱的低频和中频部分，而图像的边缘和噪声对应于高频部 分。因此能降低高频成分幅度的滤波器就能减弱噪声的影响；

学生实验报告书

实验课程 数字图像处理

学 院 公安技术学院

班 级 2013级信息安全本科班

姓 名

学号

二〇二二年四月二十七日

实验一 图像增强实验

一、实验目的

1、掌握灰度直方图的概念及其计算方法；

2、掌握基本的图象增强方法，观察图象增强的效果，加深对灰度直方图的理解;

3、掌握直方图均衡化原理;

4、利用MATLAB程序进行图像增强.

二、实验原理

图像增强是按指定的需要突出一幅图像中的某些信息，同时，消弱或去除某些不需要的信息的处理方法。其主要目的是处理后的图像对某些特定的应用比原来的图像更加有效。图像增强技术主要有直方图修正处理，图像平滑化处理，图像尖锐化处理等。本实验以灰度变换，直方图均衡化增强图像对比度的方法为主要内容。

1.直方图是图像的最基本的统计特征，它反应的是图像的灰度值的分布情况。图像的直方图事实上就是图像的亮度分布的概率密度函数，是一幅图像的所有像素集合的最基本的统计规律。直方图反映了图像的明暗分布规律，可以通过图像变换进行直方图调整，获得较好的的视觉效果。

2.直方图均衡化是通过灰度变换将一幅图像转换为另一幅具有均衡直方图，即每个灰度级上都具有相同像素点数的过程。直方图均衡化的目的是使图像在整个灰度值动态变化范围内的分布均匀化，改善图像的亮度分布状态，增强图像的视觉效果。

3.灰度线性变换是图像增强的重要手段之一，它可使图像动态范围加大，使图像对比度扩展，图像更加清晰，特征更加明显原图像 f(m,n) 的灰度范围 [a,b]

线形变换为图像 g(m,n),灰度范围[a’,b’] 公式： g(m,n)=a’+(b’-a’)* f(m,n) /(b-a

三、实验内容

1.计算出一幅灰度图象的直方图；

2.对灰度图像进行简单的灰度线形变换

原图像 f(m,n) 的灰度范围 [a, b] ； 线形变换为图像g(m,n) , 灰度范围[a’, b’] ； 公式： g(m,n)=a’+(b’-a’)* f(m,n) /(b-a)

数字图像处理试验报告

实验二：数字图像的空间滤波和频域滤波

姓名：XX学号：2XXXXXXX 实验日期：2017 年 4 月 26 日

1.实验目的

1. 掌握图像滤波的基本定义及目的。

2. 理解空间域滤波的基本原理及方法。

3. 掌握进行图像的空域滤波的方法。

4. 掌握傅立叶变换及逆变换的基本原理方法。

5. 理解频域滤波的基本原理及方法。

6. 掌握进行图像的频域滤波的方法。

2.实验内容与要求

1. 平滑空间滤波：

1) 读出一幅图像，给这幅图像分别加入椒盐噪声和高斯噪声后并与前一张图显示在同 一图像窗口中。

2) 对加入噪声图像选用不同的平滑（低通）模板做运算，对比不同模板所形成的效果， 要求在同一窗口中显示。

3) 使 用 函 数 imfilter 时 ， 分 别 采 用 不 同 的 填 充 方 法 （ 或 边 界 选 项 ， 如 零 填

充、’replicate’、’symmetric’、’circular’）进行低通滤波，显示处理后 的图像。

4) 运用 for 循环，将加有椒盐噪声的图像进行 10 次，20 次均值滤波，查看其特点, 显示均值处理后的图像（提示:利用 fspecial 函数的’average’类型生成均值滤 波器）。

5) 对加入椒盐噪声的图像分别采用均值滤波法，和中值滤波法对有噪声的图像做处理， 要求在同一窗口中显示结果。

6) 自己设计平滑空间滤波器，并将其对噪声图像进行处理，显示处理后的图像。

2. 锐化空间滤波

1) 读出一幅图像，采用 3×3 的拉普拉斯算子 w = [ 1, 1, 1; 1 – 8 1; 1, 1, 1]

对其进行滤波。

2) 编写函数 w = genlaplacian(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 1

目录

实验一： 数字图像的基本处理操作 ....................................................................... 错误!未定义书签。

： 实验目的 .............................................................................................................. 错误!未定义书签。

：实验任务和要求 ..................................................................................................... 错误!未定义书签。

：实验步骤和结果 ..................................................................................................... 错误!未定义书签。

：结果分析................................................................................................................. 错误!未定义书签。

实验二： 图像的灰度变换和直方图变换 ............................................................... 错误!未定义书签。

： 实验目的 .............................................................................................................. 错误!未定义书签。