实验一Matlab图像处理基础及图像灰度变换 - 中南大学信.

matlab图像处理实验报告《Matlab图像处理实验报告》摘要：本实验报告通过使用Matlab软件进行图像处理实验，对图像进行了灰度化、二值化、边缘检测、图像增强等处理，通过实验结果分析，验证了Matlab在图像处理领域的实用性和有效性。

1. 实验目的本实验旨在通过Matlab软件进行图像处理实验，掌握图像处理的基本方法和技术，提高对图像处理算法的理解和应用能力。

2. 实验原理图像处理是对图像进行数字化处理的过程，主要包括图像获取、图像预处理、图像增强、图像分割和图像识别等步骤。

Matlab是一种功能强大的科学计算软件，具有丰富的图像处理工具箱，可用于图像的处理、分析和识别。

3. 实验内容（1）图像灰度化首先，通过Matlab读取一幅彩色图像，并将其转换为灰度图像。

利用Matlab 中的rgb2gray函数，将RGB图像转换为灰度图像，实现图像的灰度化处理。

（2）图像二值化接着，对灰度图像进行二值化处理，将图像转换为黑白二值图像。

利用Matlab 中的im2bw函数，根据设定的阈值对灰度图像进行二值化处理，实现图像的二值化处理。

（3）边缘检测然后，对二值图像进行边缘检测处理，提取图像的边缘信息。

利用Matlab中的edge函数，对二值图像进行边缘检测处理，实现图像的边缘检测处理。

（4）图像增强最后，对原始图像进行图像增强处理，改善图像的质量和清晰度。

利用Matlab 中的imadjust函数，对原始图像进行图像增强处理，实现图像的增强处理。

4. 实验结果分析通过实验结果分析，可以发现Matlab在图像处理领域具有较高的实用性和有效性。

通过Matlab软件进行图像处理实验，可以快速、方便地实现图像的处理和分析，提高图像处理的效率和精度，为图像处理技术的研究和应用提供了重要的工具和支持。

5. 结论本实验通过Matlab图像处理实验，掌握了图像处理的基本方法和技术，提高了对图像处理算法的理解和应用能力。

附录1 课程实验报告格式每个实验项目包括：1)设计思路，2)程序代码，3）实验结果，4）实验中出现的问题及解决方法。

实验一：直方图灰度变换A：读入灰度图像‘debye1.tif’，采用交互式操作，用improfile绘制一条线段的灰度值。

imread('rice.tif');imshow('rice.tif'),title('rice.tif');improfile,title('主对角线上灰度值')B：读入RGB图像‘flowers.tif’，显示所选线段上红、绿、蓝颜色分量的分布imread('flowers.tif');imshow('flowers.tif'),title('flowers.tif');improfile,title('主对角线红绿蓝分量')C：图像灰度变化f=imread('rice.png');imhist(f,256); %显示其直方图g1=imadjust(f,[0 1],[1 0]); %灰度转换，实现明暗转换(负片图像)figure,imshow(g1)%将0.5到0.75的灰度级扩展到范围[0 1]g2=imadjust(f,[0.5 0.75],[0 1]);figure,imshow(g2)图像灰度变换处理实例：g=imread('me.jpg');imshow(g),title('原始图片');h=log(1+double(g)); %对输入图像对数映射变换h=mat2gray(h); %将矩阵h转换为灰度图片h=im2uint8(h); %将灰度图转换为8位图imshow(h),title('转换后的8位图');运行后的结果：实验二：直方图变换A：直方图显示I=imread('cameraman.tif'); %读取图像subplot(1,2,1),imshow(I) %输出图像title('原始图像') %在原始图像中加标题subplot(1,2,2),imhist(I) %输出原图直方图title('原始图像直方图') %在原图直方图上加标题运行结果如下：例子：读入图像‘rice.png’，在一个窗口中显示灰度级n=64，128和256的图像直方图。

MATLAB图像处理之灰度图像实验内容一：如何将彩色图像转化为灰度图像实验程序：I=imread('0045.JPG');%导入真彩图片“0046.jpg”，是三维矩阵x=rgb2gray(I);%转化为灰度图像，是二维矩阵figure(1);%第一个图像subplot(1,2,1);%表示本区域内显示1行2列个图像，改图位于第1个位置上imshow(I);%显示彩色图像title('原始图像');%给彩色图像命名subplot(1,2,2);%表示本区域内显示1行2列个图像，改图位于第2个位置上imshow(x);%显示灰度图像title('灰度图像');%命名灰度图像实验结果：实验内容二：如何将真彩图片转换为三个灰度图像，再还原为伪彩图像，并按照下述方式排列实验程序：x1=imread('0045.jpg');%导入真彩图片0046.jpg，是三维矩阵figure(1)%第一个图像subplot(334);%本区域内显示一个3行3列个图像，该图像位于第4个imshow(x1),title('原图像')%显示真彩图像，并命名为“原图像”I=rgb2gray(x1);%转化为灰度图像，是二维矩阵rgb = ind2rgb(gray2ind(I,255),jet(255));%转化为伪彩图像subplot(336);%本区域内显示一个3行3列个图像，该图像位于第6个imshow(rgb);%显示伪彩图title('伪彩')%命名为“伪彩”fR=x1(:,:,1);%提取红色fG=x1(:,:,2);%提取绿色fB=x1(:,:,3);%提取蓝色subplot(3,3,2),imshow(fR),title('灰度r');%本区域内显示3行3列个图像，该图像位于第2个，显示fR图像，命名为“灰度r”subplot(3,3,5),imshow(fG),title('灰度g');%本区域内显示3行3列个图像，该图像位于第5个，显示fG图像，命名为“灰度g”subplot(3,3,8),imshow(fB),title('灰度b');%本区域内显示3行3列个图像，该图像位于第8个，显示fB图像，命名为“灰度b”实验结果：。

数字图像处理实验报告（一）班级：测控1002姓名：刘宇学号：06102043实验一图像的灰度变换1. 实验任务熟悉MATLAB软件开发环境，掌握读、写图像的基本方法。

理解图像灰度变换在图像增强的作用，掌握图像的灰度线性变换和非线性变换方法。

掌握绘制灰度直方图的方法，掌握灰度直方图的灰度变换及均衡化的方法。

2. 实验环境及开发工具Windws2000/XPMATLAB 7.x3. 实验原理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。

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：图1.1 不同的分段线性变换其对应的数学表达式为：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rk 代表离散灰度级，用pr(rk)代表pr(r)，并且有下式成立：n n r P kk r =)( 1,,2,1,010-=≤≤l k r k式中：nk 为图像中出现rk 级灰度的像素数，n 是图像像素总数，而nk/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1.2 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 nn r p k kk r式中：l 是灰度级的总数目，pr(rk)是取第k 级灰度值的概率，nk 是图像中出现第k 级灰度的次数，n 是图像中像素总数。

所以积分可以表示为下列累计分布函数(cumulative distribution function, CDF)1,,1,010)()(00-=≤≤===∑∑==l k r r p nn r T s j kj j r kj j k k4. 实验内容1、熟悉使用MATLAB 语言中对图像数据读取、显示等基本函数：imread()函数、imwrite()函数、imshow()函数、Figure （）函数。

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。

实验一Matlab图像处理基础及图像灰度变换一、实验目的了解Matlab平台下的图像编程环境，熟悉Matlab中的DIP (Digital Image Processing)工具箱；掌握Matlab中图像的表示方法，图像类型、数据类型的种类及各自的特点，并知道怎样在它们之间进行转换。

掌握Matlab环境下的一些最基本的图像处理操作，如读图像、写图像、查看图像信息和格式、尺寸和灰度的伸缩等等；通过实验掌握图像直方图的描绘方法，加深直方图形状与图像特征间关系间的理解；加深对直方图均衡算法的理解。

二、实验内容1．从硬盘中读取一幅灰度图像；2．显示图像信息，查看图像格式、大小、位深等内容；3．用灰度面积法编写求图像方图的Matlab程序，并画图；4．把第3步的结果与直接用Matlab工具箱中函数histogram的结果进行比较，以衡量第3步中程序的正确性。

5．对读入的图像进行直方图均衡化，画出处理后的直方图，并比较处理前后图像效果的变化。

三、知识要点1.Matlab6.5支持的图像图形格式TIFF, JEPG, GIF, BMP, PNG, XWD (X Window Dump)，其中GIF不支持写。

2.与图像处理相关的最基本函数读：imread; 写：imwrite; 显示：imshow; 信息查看：imfinfo;3.Matlab6.5支持的数据类double, unit8, int8, uint16, int16, uint32, int32, single, char (2 bytes per element), logical.4.Matlab6.5支持的图像类型Intensity images, binary images, indexed images, RGB image5.数据类及图像类型间的基本转换函数数据类转换：B = data_class_name(A);四、参考程序和参考结果1．求灰度直方图===================================================================== % Experiment 1: calculate the histogram of gray-scale through gray-scale area% functionf=imread('J:\ebook and code_ex\image processing\digital image process2_Woods\DIP usingMatlab\image database\dipum_images_ch02\dipum_images_ch02\Fig0206(a)(rose-original).tif');[m,n]=size(f);gray_area=zeros(1,256);% compute the area under certain gray levelfor k=0:255ind = find(f == k);gray_area(k+1) = length(ind);end% compute the histogram by performing the difference for gray_areahist=zeros(1,256);for k=0:254hist(k+1)=gray_area(k+2)-gray_area(k+1);end% normalizationhist=hist/numel(f);subplot(121); imshow(f);subplot(122);stem([1:1:256],hist,'.');axis([1 256 0 max(hist)]);===============================================================================f = imread('Fig0308(a)(pollen).tif'); subplot(221); imshow(f); title('the orignal image'); subplot(222); imhist(f); ylim('auto');g = histeq(f, 256);subplot(223); imshow(g);title('image after equalization'); subplot(224); imhist(g);ylim('auto');the orignal image5010015020025004image after equalization5010015020025004。

实验报告课程名称数字图像处理实验项目MATLAB图像处理编程基础指导教师学院光电信息与通信工程__专业电子信息工程班级/学号学生姓名______ __________实验日期______ _成绩______________________实验1 MATLAB图像处理编程基础一、实验目的1.了解MATLAB产品体系和了解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、特殊图像的显示技术6.编程实现图像类型间的转换和图像算术操作。

二、实验的硬件、软件平台硬件：计算机软件：操作系统：Windows XP应用软件：MATLAB 7.0.1三、MATLAB图像处理工具箱的功能图像处理工具箱是一个函数的集合，它扩展了matlab数值计算环境的能力。

这个工具箱支持了大量图像处理操作，包括：空间图像变换 Spatial image transformations形态操作 Morphological operations邻域和块操作 Neighborhood and block operations线性滤波和滤波器设计 Linear filtering and filter design格式变换 Transforms图像分析和增强 Image analysis and enhancement图像登记 Image registration清晰化处理 Deblurring兴趣区处理 Region of interest operations四、说明使用MATLAB进行图像处理所需函数调用步骤在Command Window中，以命令行单句调用某一函数只需写xxx(函数名)xxxxxxx)这样就可以调用了.五、给出MATLAB图像处理工具箱的数据类型和4种基本图像类型工具箱里的函数都是M文件，可以通过type function_name来查看代码，也可以通过写自己的matlab函数来扩展工具箱。

X x通大学数字图像处理与通信课程实验报告班级：实验项目名称：图像灰度化处理实验项目性质：设计性实验实验所属课程：数字图像处理与图像通信实验室(中心)：网络实验中心指导教师：实验完成时间： 2012 年 10 月 16 日教师评阅意见：签名：年月日实验成绩：一、实验目的:首先通过实验熟悉matlab、matlab 编程环境以及其基本操作，和对图像的读取、显示、保存等一些操作，增加自己的实际动手能力。

二、实验主要内容及要求：1.熟悉matlab或者C#的编程环境，完成在相关环境下图像的读入、显示、保存等操作；2．完成图像的灰度化处理。

三、实验设备及软件：PC机一台，MATBLAB。

四、设计方案五、主要代码及必要说明f=imread('28.jpg');%读取图像figure(1);imshow(f); %显示图像[n m a]=size(f);%判断图像的大小for x=1:n %通过双循环对图像进行灰度化处理for y=1:mp(x,y)=0.3*f(x,y,1)+0.59*f(x,y,2)+0.11*f(x,y,3);endendfigure(2);imshow(p);%显示处理后的图像imwrite(p,'abc.jpg'); %保存处理后的图像六、测试结果及说明：（1）实验原图：（2）实验结果：七、实验体会：首先通过本次实验，自己对matlab这款软件的基本操作了解同时也学会了对图像的一些基本操作，比如图像的读取、保存、修改，灰度化处理等等一些操作，与此同时学会了在调试的过程当中要注意细节，因为自己对彩色图像处理所以注意是三位数组，以及循环的时候注意结束语语句，实验也增加了自己实际动手能力。

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1、院系：计算机科学学院专业：计算机科学和技术年级： 2012级课程名称：数字图像处理组号：姓名(学号):指导教师：⾼志荣2015年5⽉25⽇学年2012年度班号1学号专业计算机科学和技术姓名实验名称Matlab图像处理的基础实验室204果实检查眼睛的和要拜托了⼀、实验⽬的：(熟悉Matlab开发环境(掌握Matlab中数字图像读取、显⽰、保存的基本⽅法的使⽤(3)把握不同种类的数字图像间的变换⽅法(4)加深空间分辨率和灰度分辨率对图像显⽰效果的影响(熟悉Matlab中的傅⽴叶变换(基于Matlab的数字图像程序设计⽅法⼆、实验内容：(在Matlab中使⽤imread函数读取1张RGB图像(从实验。

2、素材中任意选择)，调查该图像的尺⼨、数据类型信息，将该图像转换为灰度图像并以bmp形式保存。

(使⽤imread函数读取1张灰度图像(从实验素材中任意选择)，分别进⾏2个采样、4个采样和8个采样，以相同⼤⼩显⽰原图像和采样后的3张结果图像，⽐较空间分辨率对图像显⽰效果的影响。

(使⽤imread函数读取1张灰度图像(从实验素材中任意选择)，分别以5、10、50的间隔将该灰度再次均匀量化，以相同⼤⼩显⽰原图像和再量化后的3张结果图像，⽐较灰度分辨率对图像显⽰效果的影响。

(4)读取⼀张灰度图像，对其进⾏快速傅⽴叶变换，在同⼀窗⼝中显⽰原始的空间区域图像和变换后的频域图像。

三、实验要求：(1)关于具体的。

3、实验内容，分别给出命令(或m⽂书)、输出结果、成因分析、经验总结。

(2)所有⽣成的图像或m⽂件，均须命名。

例如，图n :描述图像信息的*.m⽂件：描述⽂件信息。

matlab图像的灰度变换实验⼆图像的灰度变换⼀、实验⽬的1、理解数字图像处理中点运算的基本作⽤；2、掌握对⽐度调整与灰度直⽅图均衡化的⽅法。

⼆、实验原理1、对⽐度调整如果原图像f (x , y )的灰度范围是[m , M ]，我们希望对图像的灰度范围进⾏线性调整，调整后的图像g (x , y )的灰度范围是[n , N ]，那么下述变换：[]n m y x f mM n N y x g +---=),(),(就可以实现这⼀要求。

MATLAB 图像处理⼯具箱中提供的imadjust 函数，可以实现上述的线性变换对⽐度调整。

imadjust 函数的语法格式为：J = imadjust(I,[low_in high_in], [low_out high_out])J = imadjust(I, [low_in high_in], [low_out high_out])返回原图像I 经过直⽅图调整后的新图像J ，[low_in high_in]为原图像中要变换的灰度范围，[low_out high_out]指定了变换后的灰度范围，灰度范围可以⽤ [ ] 空矩阵表⽰默认范围，默认值为[0, 1]。

不使⽤imadjust 函数，利⽤matlab 语⾔直接编程也很容易实现灰度图像的对⽐度调整。

但运算的过程中应当注意以下问题，由于我们读出的图像数据⼀般是uint8型，⽽在MATLAB 的矩阵运算中要求所有的运算变量为double 型（双精度型）。

因此读出的图像数据不能直接进⾏运算，必须将图像数据转换成双精度型数据。

2、直⽅图均衡化直⽅图均衡化的⽬的是将原始图像的直⽅图变为均衡分布的形式，即将⼀已知灰度概率密度分布的图像，经过某种变换变成⼀幅具有均匀灰度概率密度分布的新图像，从⽽改善图像的灰度层次。

MATLAB 图像处理⼯具箱中提供的histeq 函数，可以实现直⽅图的均衡化。

三、实验内容及要求1、⽤MATLAB 在⾃建的⽂件夹中建⽴example2.m 程序⽂件。