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实验一MATLAB数字图像处理

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昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告

（ 2012 —2013 学年 第 二 学期 ）

课程名称：图形图像处理 开课实验室：信自444 2013年 5月 22日

年级、专业、班 10级计科103班 学号 201010405321 姓名 成绩

实验项目名称 MATLAB数字图像处理初步 指导教师 刘辉

教师评语

教师签名：

年 月 日

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，MATLAB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。规定双精度型归一化亮度图像的取值范围是[0，1]

(2) 二值图像

一幅二值图像是一个取值只有0和1的逻辑数组。而一幅取值只包含0和1的uint8类数组，在MATLAB中并不认为是二值图像。使用logical函数可以把数值数组转化为二值数组或逻辑数组。创建一个逻辑图像，其语法为：

B=logical(A)

其中，B是由0和1构成的数值数组。

要测试一个数组是否为逻辑数组，可以使用函数:

islogical(c)

若C是逻辑数组，则该函数返回1；否则，返回0。

(3) 索引图像

索引颜色通常也称为映射颜色，在这种模式下，颜色都是预先定义的，并且可供选用的一组颜色也很有限，索引颜色的图像最多只能显示256种颜色。

一幅索引颜色图像在图像文件里定义，当打开该文件时，构成该图像具体颜色的索引值就被读入程序里，然后根据索引值找到最终的颜色。

(4) RGB图像

一幅RGB图像就是彩色像素的一个M×N×3数组，其中每一个彩色相似点都是在特定空间位置的彩色图像相对应的红、绿、蓝三个分量。按照惯例，形成一幅RGB彩色图像的三个图像常称为红、绿或蓝分量图像。

令fR，fG和fB分别代表三种RGB分量图像。一幅RGB图像就利用cat(级联)操作将这些分量图像组合成彩色图像：

rgb_image=cat(3,fR,fG,fB)

在操作中，图像按顺序放置。

2、数据类和图像类型间的转化

表1中列出了MATLAB和IPT为表示像素所支持的各种数据类。表中的前8项称为数值数据类，第9项称为字符类，最后一项称为逻辑数据类。

工具箱中提供了执行必要缩放的函数(见表2)。以在图像类和类型间进行转化。

表1-1 MATLAB和IPT支持数据类型

名称 描述

double 双精度浮点数，范围为

uint8 无符号8比特整数，范围为[0 255]

uint16 无符号16比特整数，范围为[0 65536]

uint32 无符号32比特整数，范围为[0 4294967295]

int8 有符号8比特整数，范围为[-128 127]

int16 有符号16比特整数，范围为[-32768 32767]

int32 有符号32比特整数，范围为[-2147483648 2147483647]

single 单精度浮点数，范围为

char 字符

logical 值为0或1

表1-2 格式转换函数

名称 将输入转化为 有效的输入图像数据类

im2uint8 uint8 logical,uint8,uint16和doulbe

im2uint16 uint16 logical,uint8,uint16和doulbe

mat2gray double,范围为[0 1] double

im2double double logical,uint8,uint16和doulbe

im2bw logical uint8,uint16和double

下面给出读取、压缩、显示一幅图像的程序(%后面的语句属于标记语句，编程时可不用输入)

I=imread(‘原图像名.tif’); % 读入原图像,tif格式

whos I % 显示图像I的基本信息

imshow(I) % 显示图像

% 这种格式知识用于jpg格式，压缩存储图像，q是0-100之间的整数

imfinfo filename imwrite(I,'filename.jpg','quality',q);

imwrite(I,'filename.bmp'); % 以位图（BMP）的格式存储图像

% 显示多幅图像，其中n为图形窗口的号数

figure(n), imshow('filename');

gg=im2bw('filename'); % 将图像转为二值图像

figure, imshow(gg) % 显示二值图像

三、实验内容及步骤 30830810103083081010

1．利用imread( )函数读取一幅图像，假设其名为flower.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；

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flower.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flower.bmp。

7．用imread()读入图像：Lenna.jpg 和camema.jpg；

8．用imfinfo()获取图像Lenna.jpg和camema.jpg 的大小；

9．用figure,imshow()分别将Lenna.jpg和camema.jpg显示出来，观察两幅图像的质量。

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。

11．将每一步的函数执行语句拷贝下来，写入实验报告，并且将得到第3、9、10步得到的图像效果拷贝下来。

四、考核要点

1、熟悉在MATLAB中如何读入图像、如何获取图像文件的相关信息、如何显示图像及保存图像等，熟悉相关的处理函数。

2、明确不同的图像文件格式，由于其具体的图像存储方式不同，所以文件的大小不同，因此当对同一幅图像来说，有相同的文件大小时，质量不同。

五、实验仪器与软件

(1) PC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

六、实验报告要求

描述实验的基本步骤，用数据和图片给出各个步骤中取得的实验结果和源代码，并进行必要的讨论，必须包括原始图像及其计算/处理后的图像。

实验过程及截图

I= imread('1.jpg'); % 读入原图像.jpg格式

whos I % 显示图像I的基本信息

imshow(I) % 显示图像

imfinfo 1.jpg %获取图像文件的压缩，颜色等等其他的详细信息

imwrite(I,'1.bmp','bmp'); %将最初读入的tif图象另存为一幅bmp图像

P=im2bw(I)

subplot(1,2,1),imshow(I);subplot(1,2,2),imshow(P) %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。

imfinfo 1.jpg

imfinfo 2.jpg

figure,imshow('2.jpg');

figure,imshow('1.jpg'); %用imread()读入图像：Lenna.jpg 和camema.jpg；用imfinfo()获取图像Lenna.jpg和camema.jpg 的大小；用figure,imshow()分别将Lenna.jpg和camema.jpg显示出来，观察两幅图像的质量。

Imfinfo 1.jpg %获取图像文件的压缩，颜色等等其他的详细信息

Imfinfo 2.jpg %获取图像文件的压缩，颜色等等其他的详细信息

figure,imshow('1.jpg');

figure,imshow('2.jpg');

七、思考题

(1) 简述MatLab软件的特点。

1) 高效的数值计算及符号计算功能，能使用户从繁杂的数学运算分析中解脱出来；

2) 具有完备的图形处理功能，实现计算结果和编程的可视化；

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matlab图像处理实验报告

matlab图像处理实验报告

图像处理实验报告

姓名：陈琼暖

班级：07计科一班

学号：20070810104

图像处理实验

2

目录：

实验一：灰度图像处理………………………………………………………3

实验二：灰度图像增强………………………………………………………5

实验三：二值图像处理………………………………………………………8

实验四：图像变换……………………………………………………………13

大实验：车牌检测……………………………………………………………15

图像处理实验

3 实验一：灰度图像处理

题目：直方图与灰度均衡

基本要求：

（1） BMP灰度图像读取、显示、保存；

（2） 编程实现得出灰度图像的直方图；

（3） 实现灰度均衡算法.

实验过程：

1、BMP灰度图像读取、显示、保存；

 图像的读写与显示操作：用imread( )读取图像。

 图像显示于屏幕：imshow( ) 。

保存图像1、imwrite( )输出图像；2、如图；

图像处理实验

4 2、编程实现得出灰度图像的直方图；

3、实现灰度均衡算法；

 直方图均衡化可用histeq( )函数实现。

 imhist(I) 显示直方图。直方图中bin的数目有图像的类型决定。如果I是个灰度图像，imhist将使用默认值256个bins。如果I是一个二值图像，imhist使用两bins。

实验总结：

Matlab 语言是一种简洁，可读性较强的高效率编程软件，通过运用图像处理工具箱中的有关函数,就可以对原图像进行简单的处理。

数字图像处理实验报告

数字图像处理实验报告

-----WORD格式--可编辑--专业资料-----

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数字图像处理实验报告

实验一 数字图像处理编程基础 -----WORD格式--可编辑--专业资料-----

--完整版学习资料分享---- 一、实验目的

1. 了解MATLAB图像处理工具箱；

2. 掌握MATLAB的基本应用方法；

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。

三、源代码

I=imread('cameraman.tif')

imshow(I);

subplot(221),

title('图像1');

imwrite('cameraman.tif')

M=imread('pout.tif')

imview(M)

subplot(222),

imshow(M);

title('图像2');

imread('pout.bmp')

N=imread('eight.tif')

imview(N)

subplot(223),

imshow(N);

title('图像3');

V=imread('circuit.tif')

imview(V)

subplot(224),

imshow(V);

title('图像4');

N=imread('C:\Users\Administrator\Desktop\1.jpg')

imshow(N);

I=rgb2gary(GRB)

[X.map]=gary2ind(N,2) -----WORD格式--可编辑--专业资料-----

--完整版学习资料分享---- RGB=ind2 rgb(X,map)

数字图像处理实验报告 (图像编码)

数字图像处理实验报告 (图像编码)

第 1 页 共 32 页 实验三 图像编码

一、实验内容:

用Matlab语言、C语言或C++语言编制图像处理软件，对某幅图像进行时域和频域的编码压缩。

二、实验目的和意义:

1. 掌握哈夫曼编码、香农-范诺编码、行程编码

2．了解图像压缩国际标准

三、实验原理与主要框架:

3.1实验所用编程环境:

Visual C++6.0（简称VC）

3.2实验处理的对象:256色的BMP(BIT MAP )格式图像

BMP(BIT MAP )位图的文件结构:(如图3.1)

图3.1 位图的文件结构

具体组成图:

第 2 页 共 32 页

单色DIB有2个表项

16色DIB有16个表项或更少

256色DIB有256个表项或更少

真彩色DIB没有调色板

每个表项长度为4字节（32位）

像素按照每行每列的顺序排列

每一行的字节数必须是4的整数倍biSize

biWidth

biHeight

biPlanes

biBitCount

biCompression

biSizeImage

biXPelsPerMeter

biYPelsPerMeter

biClrUsed

biClrImportant bfType=”BM”

bfSize

bfReserved1

bfReserved2

bfOffBits BITMAPFILEHEADER

位图文件头

（只用于BMP文件）

BITMAPINFOHEADER

位图信息头

Palette

调色板

DIB Pixels

DIB图像数据

3.3 数字图像基本概念

数字图像是连续图像(,)fxy的一种近似表示，通常用由采样点的值所组成的矩阵来表示：

(0,0)(0,1)...(0,1)(1,0)(1,1)...(1,1).........(1,0)(1,1)...(1,1)fffMfffMfNfNfNM

数字图像处理实验一图像FFT 和DCT变换

数字图像处理实验一图像FFT 和DCT变换

1

课程名称 数字图像处理与分析

实验项目 实验一 图像FFT 和DCT变换

实验地点

实验学时 实验类型

指导教师 实 验 员

专 业 班 级

学 号 姓 名

年 月 日

成绩：

2 教师评语

一、实验目的及要求

1、了解图像变换的意义和手段；

2、熟悉傅里叶变换的孩本性质；

3、热练掌握FFT方法反变换；

4、通过实验了解二维频谱的分布特点；

5、通过本实验掌握利用MATLAB编程实现数字图像的傅立叶变换。

二、实验原理与内容

1、应用傅立叶变换进行图像处理

傅里叶变换是线性系统分析的一个有力工具，它能够定量地分析诸如数字化系统、采样点、电子放大器、卷积滤波器、噪音和显示点等的作用。通过实验培养这项技能，将有助于解决大多数图像处理问题。对任何想在工作中有效应用数字图像处理技术的人来说，把时间用在学习和掌握博里叶变换上是很有必要的。

2、傅立叶（Fourier）变换的定义

对于二维信号，二维Fourier变换定义为：

二维离散傅立叶变换为：

图像的傅立叶变换与一维信号的傅立叶变换变换一样，有快速算法，具体参见参考书目，有关傅立

3 叶变换的快速算法的程序不难找到。实际上，现在有实现傅立叶变换的芯片，可以实时实现傅立叶变换。

3利用MATLAB软件实现数字图像傅立叶变换的程序。

三、实验软硬件环境

装有MATLAB软件的电脑

四、实验过程（实验步骤、记录、数据、分析）

1、FFT实验

代码：

I=imread('11.jpg'); f=I(:,:,1);

imshow(f,'InitialMagnification','fit'); %确定像素值的显示范围 title('yuantu');

F=fft2(f); %二维傅立叶变换 F1=fft2(f,256,256);%补零操作的二维傅立叶变换