数字图像处理实验报告
- 格式:doc
- 大小:51.00 KB
- 文档页数:16
数字图像处理实验报告实验一数字图像处理编程基础一、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)RGB=ind2 rgb(X,map)[X.map]=gary2ind(I,2)I=ind2 gary(X,map)I=imread('C:\Users\dell\Desktop\111.jpg');subplot(231),imshow(I);title('原图');M=rgb2gray(I);subplot(232),imshow(M);[X,map]=gray2ind(M,100);subplot(233),imshow(X);RGB=ind2rgb(X,map);subplot(234),imshow(X);[X,map]=rbg2ind(I);subplot(235),imshow(X);四、实验效果实验二 图像几何变换实验一、实验目的1.学习几种常见的图像几何变换,并通过实验体会几何变换的效果;2.掌握图像平移、剪切、缩放、旋转、镜像等几何变换的算法原理及编程实现;3.掌握matlab 编程环境中基本的图像处理函数。
实验报告课程名称数字图像处理导论专业班级_______________姓名 _______________学号_______________电气与信息学院与谐勤奋求就是创新一.实验目得1.理解图像分割得基本概念;2.理解图像边缘提取得基本概念;3.掌握进行边缘提取得基本方法;4.掌握用阈值法进行图像分割得基本方法.二。
实验内容1.分别用Roberts,Sobel与拉普拉斯高斯算子对图像进行边缘检测。
比较三种算子处理得不同之处;2.设计一个检测图1中边缘得程序,要求结果类似图2,并附原理说明。
3.任选一种阈值法进行图像分割、图1 图2三.实验具体实现1.分别用Roberts,Sobel与拉普拉斯高斯算子对图像进行边缘检测。
比较三种算子处理得不同之处;I=imread(’mri、tif');imshow(I)BW1=edge(I,’roberts’);figure ,imshow(BW1),title(’用Roberts算子’)BW2=edge(I,’sobel’);figure,imshow(BW2),title(’用Sobel算子 ')BW3=edge(I,’log’);figure,imshow(BW3),title(’用拉普拉斯高斯算子’)比较提取边缘得效果可以瞧出,sober算子就是一种微分算子,对边缘得定位较精确,但就是会漏去一些边缘细节.而Laplacian—Gaussian算子就是一种二阶边缘检测方法,它通过寻找图象灰度值中二阶过零点来检测边缘并将边缘提取出来,边缘得细节比较丰富。
通过比较可以瞧出Laplacian-Gaussian算子比sober算子边缘更完整,效果更好。
2.设计一个检测图1中边缘得程序,要求结果类似图2,并附原理说明.i=imread('m83、tif’);subplot(1,2,1);imhist(i);title('原始图像直方图');thread=130/255;subplot(1,2,2);i3=im2bw(i,thread);imshow(i3);title('分割结果’);3.任选一种阈值法进行图像分割、i=imread('trees、tif’);subplot(1,2,1);imhist(i);title('原始图像直方图’);thread=100/255;subplot(1,2,2);i3=im2bw(i,thread);imshow(i3);title('分割结果’)1、分别用Roberts,Sobel与拉普拉斯高斯算子对图像进行边缘检测。
数字图像处理实验报告1. 引言数字图像处理是使用计算机来处理和优化图像的一种技术。
在本实验中,我们将探索几种常见的数字图像处理方法,并使用Python编程语言和相关库来实现。
2. 实验目的本实验的主要目的是:1.了解图像的基本特性和数字图像处理的基本原理;2.熟悉Python编程语言和相关图像处理库的使用;3.实现常见的图像处理算法并进行实验验证。
3. 实验方法在本实验中,我们使用Python编程语言和以下相关库来实现图像处理算法:•OpenCV:用于图像读取、显示和保存等基本操作;•Numpy:用于图像数据的处理和算术运算;•Matplotlib:用于图像的可视化和结果展示。
以下是实验涉及到的图像处理方法和步骤:1.图像读取和显示:使用OpenCV库读取图像,使用Matplotlib库显示图像;2.图像的灰度化:将彩色图像转换为灰度图像;3.图像的二值化:将灰度图像转换为黑白二值图像;4.图像的平滑处理:使用平滑滤波器对图像进行平滑处理,如均值滤波和高斯滤波;5.图像的边缘检测:使用边缘检测算法对图像进行边缘检测,如Sobel算子和Canny算子;6.图像的直方图均衡化:对灰度图像进行直方图均衡化,增强图像的对比度。
4. 实验过程和结果4.1 图像读取和显示首先,我们使用OpenCV库读取一张图像,并使用Matplotlib库显示该图像:import cv2import matplotlib.pyplot as plt# 读取图像img = cv2.imread('image.jpg')# 显示图像plt.imshow(cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2RGB)) plt.axis('off')plt.show()4.2 图像的灰度化接下来,我们将彩色图像转换为灰度图像:# 灰度化图像gray_img = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY) # 显示灰度图像plt.imshow(gray_img, cmap='gray')plt.axis('off')plt.show()4.3 图像的二值化然后,我们将灰度图像转换为黑白二值图像:# 二值化图像_, binary_img = cv2.threshold(gray_img, 128, 255, cv2.THRESH_BINARY)# 显示二值图像plt.imshow(binary_img, cmap='gray')plt.axis('off')plt.show()4.4 图像的平滑处理接下来,我们使用平滑滤波器对图像进行平滑处理,例如使用5x5的均值滤波器和高斯滤波器:# 均值滤波mean_img = cv2.blur(img, (5, 5))# 高斯滤波gaussian_img = cv2.GaussianBlur(img, (5, 5), 0) # 显示平滑处理后的图像plt.figure(figsize=(10, 5))plt.subplot(121)plt.imshow(cv2.cvtColor(mean_img, cv2.COLOR_BGR2R GB))plt.title('Mean Filter')plt.axis('off')plt.subplot(122)plt.imshow(cv2.cvtColor(gaussian_img, cv2.COLOR_B GR2RGB))plt.title('Gaussian Filter')plt.axis('off')plt.show()4.5 图像的边缘检测然后,我们使用边缘检测算法对图像进行边缘检测,例如使用Sobel算子和Canny算子:# 边缘检测sobel_img = cv2.Sobel(gray_img, cv2.CV_8U, 1, 1, ksize=3)canny_img = cv2.Canny(gray_img, 50, 150)# 显示边缘检测结果plt.figure(figsize=(10, 5))plt.subplot(121)plt.imshow(sobel_img, cmap='gray')plt.title('Sobel Operator')plt.axis('off')plt.subplot(122)plt.imshow(canny_img, cmap='gray')plt.title('Canny Operator')plt.axis('off')plt.show()4.6 图像的直方图均衡化最后,我们对灰度图像进行直方图均衡化,以增强图像的对比度:# 直方图均衡化equalized_img = cv2.equalizeHist(gray_img)# 显示直方图均衡化结果plt.imshow(equalized_img, cmap='gray')plt.axis('off')plt.show()5. 实验总结通过本实验,我们熟悉了数字图像处理的基本方法和步骤,并使用Python编程语言和相关库实现了图像的读取、显示、灰度化、二值化、平滑处理、边缘检测和直方图均衡化等操作。
数字图像处理实验一 MATLAB数字图像处理初步一、显示图像1.利用imread( )函数读取一幅图像,假设其名为lily.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;实验结果如下图:源代码:>>I=imread('lily.tif')>> whos I>> imshow(I)二、压缩图像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lily.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flily.bmp。
7.用imread()读入图像Sunset.jpg和Winter.jpg;8.用imfinfo()获取图像Sunset.jpg和Winter.jpg的大小;9.用figure,imshow()分别将Sunset.jpg和Winter.jpg显示出来,观察两幅图像的质量。
其中9的实验结果如下图:源代码:4~6(接上面两个) >>I=imread('lily.tif')>> imfinfo 'lily.tif';>> imwrite(I,'lily.jpg','quality',20);>> imwrite(I,'lily.bmp');7~9 >>I=imread('Sunset.jpg');>>J=imread('Winter.jpg')>>imfinfo 'Sunset.jpg'>> imfinfo 'Winter.jpg'>>figure(1),imshow('Sunset.jpg')>>figure(2),imshow('Winter.jpg')三、二值化图像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。
数字图像处理实验报告数字图像处理实验报告(一)实验目的1.理解数字图像处理的基本概念与原理。
2.掌握数字图像处理的基本方法。
3.掌握常用数字滤波器的性质和使用方法。
4.熟练应用数字图像处理软件进行图像处理。
实验器材计算机、MATLAB软件实验内容1.图像的读写与显示首先,我们需要在MATLAB中读入一幅图像,并进行显示。
% 导入图像文件I = imread('myimage.jpg');% 显示图像imshow(I);2.图像的分辨率与色彩空间转换数字图像处理中的一个重要概念是图像的分辨率,通常用像素数量表示。
图像的分辨率越高,代表着图像包含更多的像素,从而更具细节和清晰度。
在数字图像处理中,常常需要将一幅图像从一种色彩空间转换为另一种色彩空间。
RGB色彩空间是最常见的图像色彩空间之一,并且常常作为其他色彩空间的基础。
% 转换图像色彩空间J = rgb2gray(I);% 显示转换后的图像imshow(J);3.图像的增强与滤波图像的增强通常指的是对图像的对比度、亮度和清晰度等方面进行调整,以改善图像的质量和可读性。
数字图像处理中的滤波是一种常用的图像增强方法。
滤波器是一个能够对图像进行局部操作的矩阵,它能够提取或抑制特定的图像特征。
% 对图像进行平滑滤波K = imgaussfilt(J, 1);% 显示滤波后的图像imshow(K);4.数字图像处理在实际应用中的例子数字图像处理在很多实际应用中被广泛应用。
这些应用包括医疗成像、计算机视觉、人脸识别、安防监控等。
下面是数字图像处理在人脸识别应用中的一个简单例子。
% 导入图像文件I = imread('face.jpg');% 进行人脸检测faceDetector = vision.CascadeObjectDetector;bbox = step(faceDetector, I);% 在图像上标记人脸位置IFaces = insertObjectAnnotation(I, 'rectangle', bbox, 'Face');imshow(IFaces);实验结论通过本次实验,我已经能够理解数字图像处理的基本概念与原理,掌握数字图像处理的基本方法,熟练应用数字图像处理软件进行图像处理。
数字图像处理实验报告数字图像处理实验报告1一. 实验内容:主要是图像的几何变换的编程实现,具体包括图像的读取、改写,图像平移,图像的镜像,图像的转置,比例缩放,旋转变换等.具体要求如下:1.编程实现图像平移,要求平移后的图像大小不变;2.编程实现图像的镜像;3.编程实现图像的转置;4.编程实现图像的比例缩放,要求分别用双线性插值和最近邻插值两种方法来实现,并比较两种方法的缩放效果;5.编程实现以任意角度对图像进行旋转变换,要求分别用双线性插值和最近邻插值两种方法来实现,并比较两种方法的旋转效果.二.实验目的和意义:本实验的目的是使学生熟悉并掌握图像处理编程环境,掌握图像平移、镜像、转置和旋转等几何变换的方法,并能通过程序设计实现图像文件的读、写操作,及图像平移、镜像、转置和旋转等几何变换的程序实现.三.实验原理与主要框架:3.1 实验所用编程环境:Visual C++(简称VC)是微软公司提供的基于C/C++的应用程序集成开发工具.VC拥有丰富的功能和大量的扩展库,使用它能有效的创建高性能的Windows应用程序和Web应用程序.VC除了提供高效的C/C++编译器外,还提供了大量的可重用类和组件,包括著名的微软基础类库(MFC)和活动模板类库(ATL),因此它是软件开发人员不可多得的开发工具.VC丰富的功能和大量的扩展库,类的重用特性以及它对函数库、DLL库的支持能使程序更好的模块化,并且通过向导程序大大简化了库资源的使用和应用程序的开发,正由于VC具有明显的优势,因而我选择了它来作为数字图像几何变换的开发工具.在本程序的开发过程中,VC的核心知识、消息映射机制、对话框控件编程等都得到了生动的体现和灵活的应用.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:具体组成图: BITMAPFILEHEADER位图文件头(只用于BMP文件) bfType=”BM” bfSize bfReserved1bfReserved2bfOffBitsbiSizebiWidthbiHeightbiPlanesbiBitCountbiCompressionbiSizeImagebiXPelsPerMeterbiYPelsPerMeterbiClrUsedbiClrImportant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BITMAPINFOHEADER 位图信息头 Palette 调色板 DIB Pixels DIB图像数据1. BMP文件组成BMP文件由文件头、位图信息头、颜色信息和图形数据四部分组成.2. BMP文件头BMP文件头数据结构含有BMP文件的类型(必须为BMP)、文件大小(以字节为单位)、位图文件保留字(必须为0)和位图起始位置(以相对于位图文件头的偏移量表示)等信息.3. 位图信息头BMP位图信息头数据用于说明位图的尺寸(宽度,高度等都是以像素为单位,大小以字节为单位, 水平和垂直分辨率以每米像素数为单位) ,目标设备的级别,每个像素所需的位数, 位图压缩类型(必须是 0)等信息.4. 颜色表颜色表用于说明位图中的颜色,它有若干个表项,每一个表项是一个RGBQUAD类型的结构,定义一种颜色.具体包含蓝色、红色、绿色的亮度(值范围为0-255)位图信息头和颜色表组成位图信息5. 位图数据位图数据记录了位图的每一个像素值,记录顺序是在扫描行内是从左到右,扫描行之间是从下到上.Windows规定一个扫描行所占的字节数必须是4的倍数(即以long为单位),不足的以0填充.3.3 BMP(BIT MAP )位图的显示:①一般显示方法:1. 申请内存空间用于存放位图文件2. 位图文件读入所申请内存空间中3. 在函数中用创建显示用位图, 用函数创建兼容DC,用函数选择显示删除位图但以上方法的缺点是: 1)显示速度慢; 2) 内存占用大; 3) 位图在缩小显示时图形失真大,(可通过安装字体平滑软件来解决); 4) 在低颜色位数的设备上(如256显示模式)显示高颜色位数的图形(如真彩色)图形失真严重.②BMP位图缩放显示 :用视频函数来显示位图,内存占用少,速度快,而且还可以对图形进行淡化(Dithering )处理.淡化处理是一种图形算法,可以用来在一个支持比图像所用颜色要少的设备上显示彩色图像.BMP位图显示方法如下:1. 打开视频函数,一般放在在构造函数中2. 申请内存空间用于存放位图文件3. 位图文件读入所申请内存空间中4. 在函数中显示位图5. 关闭视频函数 ,一般放在在析构函数中以上方法的优点是: 1)显示速度快; 2) 内存占用少; 3) 缩放显示时图形失真小,4) 在低颜色位数的设备上显示高颜色位数的图形图形时失真小; 5) 通过直接处理位图数据,可以制作简单动画.3.4 程序中用到的访问函数Windows支持一些重要的DIB访问函数,但是这些函数都还没有被封装到MFC中,这些函数主要有:1. SetDIBitsToDevice函数:该函数可以直接在显示器或打印机上显示DIB. 在显示时不进行缩放处理.2. StretchDIBits函数:该函数可以缩放显示DIB于显示器和打印机上.3. GetDIBits函数:还函数利用申请到的内存,由GDI位图来构造DIB.通过该函数,可以对DIB的格式进行控制,可以指定每个像素颜色的位数,而且可以指定是否进行压缩.4. CreateDIBitmap函数:利用该函数可以从DIB出发来创建GDI 位图.5. CreateDIBSection函数:该函数能创建一种特殊的DIB,称为DIB项,然后返回一个GDI位图句柄.6. LoadImage函数:该函数可以直接从磁盘文件中读入一个位图,并返回一个DIB句柄.7. DrawDibDraw函数:Windows提供了窗口视频(VFW)组件,Visual C++支持该组件.VFW中的DrawDibDraw函数是一个可以替代StretchDIBits 的函数.它的最主要的优点是可以使用抖动颜色,并且提高显示DIB的速度,缺点是必须将VFW代码连接到进程中.3.5 图像的几何变换图像的几何变换,通常包括图像的平移、图像的镜像变换、图像的转置、图像的缩放和图像的旋转等.数字图像处理实验报告2一、实验的目的和意义实验目的:本实验内容旨在让学生通过用VC等高级语言编写数字图像处理的一些基本算法程序,来巩固和掌握图像处理技术的基本技能,提高实际动手能力,并通过实际编程了解图像处理软件的实现的基本原理。
竭诚为您提供优质文档/双击可除数字图像处理实验报告篇一: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) 、%空间分辨率变化的效果clc,closeall,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) 256x25664x64128x12832x322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。
数字图像处理实验一 MATLAB数字图像处理初步一、显示图像1.利用imread( )函数读取一幅图像,假设其名为lily。
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;实验结果如下图:源代码:〉>I=imread('lily。
tif’)>〉whos I>〉imshow(I)二、压缩图像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lily。
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flily。
bmp。
7.用imread()读入图像Sunset。
jpg和Winter。
jpg;8.用imfinfo()获取图像Sunset.jpg和Winter.jpg的大小;9.用figure,imshow()分别将Sunset.jpg和Winter。
jpg显示出来,观察两幅图像的质量。
其中9的实验结果如下图:源代码:4~6(接上面两个)〉>I=imread('lily.tif’)>> imfinfo ’lily。
tif’;〉> imwrite(I,'lily.jpg’,’quality’,20);〉> imwrite(I,’lily。
bmp’);7~9 〉>I=imread('Sunset。
jpg');>>J=imread('Winter。
jpg')>>imfinfo 'Sunset。
jpg'>> imfinfo ’Winter。
数字图像处理实验报告姓名:学号:专业:[2015.6.25]一、彩色图BMP图像转灰度图1.实验要求打开一幅*.bmp图像, 并将彩色图像变灰度图像, 并读取图像数据。
2.实验内容(1)一般BMP图像的结构一般的bmp文件的结构可分为三部分: 表头、调色板和图像数据。
①BMP文件头(14字节) ,文件的第0字节到第13字节为BMP图像的文件头。
BMP文件头数据结构含有BMP文件的类型、文件大小和位图起始位置等信息。
其结构定义如下:Typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {WORD bfType; // 位图文件的类型, 必须为BM(0-1字节)DWORD bfSize; // 位图文件的大小, 以字节为单位(2-5字节)WORD bfReserved1; // 位图文件保留字, 必须为0(6-7字节)WORD bfReserved2; // 位图文件保留字, 必须为0(8-9字节)DWORD bfOffBits; //位图阵列的偏移量, (10-13字节)// 位图阵列的偏移量, 以字节为单位, 说明从文件头开始到实际图像数据之间的字节偏移量} BITMAPFILEHEADER;②BMP信息头位图信息头(40字节), 文件的第14个字节到第53个字节为BMP图像的信息头, 位图信息头数据用于说明位图的尺寸等信息。
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{DWORD biSize; // 本结构所占用字节数(14-17字节)LONG biWidth; // 位图的宽度, 以像素为单位(18-21字节)LONG biHeight; // 位图的高度, 以像素为单位(22-25字节)WORD biPlanes; // 目标设备的级别, 值为1(26-27字节)WORD biBitCount; // 每个像素所需的位数, 必须是1(双色), 4(16色), 8(256色)或24(真彩色)之一(28-29字节)DWORD biCompression; // 位图压缩类型, 必须是0(不压缩), 1(BI_RLE8压缩类型)或2(BI_RLE4压缩类型)之一(30-33字节)DWORD biSizeImage; // 位图的大小, 以字节为单位(34-37字节)LONG biXPelsPerMeter; // 位图水平分辨率, 每米像素数(38-41字节)LONG biYPelsPerMeter; // 位图垂直分辨率, 每米像素数(42-45字节)DWORD biClrUsed; // 位图实际使用的颜色表中的颜色数(46-49字节)DWORD biClrImportant; // 位图显示过程中重要的颜色数(50-53字节)} BITMAPINFOHEADER;③调色板调色板用于说明位图中的颜色, 它有若干个表项, 每一个表项是一个RGBQUAD类型的结构, 定义一种颜色。
数字图像处理实验报告数字图像处理实验报告1一. 实验内容:主要是图像的几何变换的编程实现,具体包括图像的读取、改写,图像平移,图像的镜像,图像的转置,比例缩放,旋转变换等.具体要求如下:1.编程实现图像平移,要求平移后的图像大小不变;2.编程实现图像的镜像;3.编程实现图像的转置;4.编程实现图像的比例缩放,要求分别用双线性插值和最近邻插值两种方法来实现,并比较两种方法的缩放效果;5.编程实现以任意角度对图像进行旋转变换,要求分别用双线性插值和最近邻插值两种方法来实现,并比较两种方法的旋转效果.二.实验目的和意义:本实验的目的是使学生熟悉并掌握图像处理编程环境,掌握图像平移、镜像、转置和旋转等几何变换的方法,并能通过程序设计实现图像文件的读、写操作,及图像平移、镜像、转置和旋转等几何变换的程序实现.三.实验原理与主要框架:3.1 实验所用编程环境:Visual C++(简称VC)是微软公司提供的基于C/C++的应用程序集成开发工具.VC拥有丰富的功能和大量的扩展库,使用它能有效的创建高性能的Windows应用程序和Web应用程序.VC除了提供高效的C/C++编译器外,还提供了大量的可重用类和组件,包括著名的微软基础类库(MFC)和活动模板类库(ATL),因此它是软件开发人员不可多得的开发工具.VC丰富的功能和大量的扩展库,类的重用特性以及它对函数库、DLL库的支持能使程序更好的模块化,并且通过向导程序大大简化了库资源的使用和应用程序的开发,正由于VC具有明显的优势,因而我选择了它来作为数字图像几何变换的开发工具.在本程序的开发过程中,VC的核心知识、消息映射机制、对话框控件编程等都得到了生动的体现和灵活的应用.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:具体组成图: BITMAPFILEHEADER位图文件头(只用于BMP文件) bfType=BM bfSize bfReserved1bfReserved2bfOffBitsbiSizebiWidthbiHeightbiPlanesbiBitCountbiCompressionbiSizeImagebi_PelsPerMeterbiYPelsPerMeterbiClrUsedbiClrImportant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BITMAPINFOHEADER 位图信息头 Palette 调色板 DIB Pi_els DIB图像数据1. BMP文件组成BMP文件由文件头、位图信息头、颜色信息和图形数据四部分组成.2. BMP文件头BMP文件头数据结构含有BMP文件的类型(必须为BMP)、文件大小(以字节为单位)、位图文件保留字(必须为0)和位图起始位置(以相对于位图文件头的偏移量表示)等信息.3. 位图信息头BMP位图信息头数据用于说明位图的尺寸(宽度,高度等都是以像素为单位,大小以字节为单位, 水平和垂直分辨率以每米像素数为单位) ,目标设备的级别,每个像素所需的位数, 位图压缩类型(必须是 0)等信息.4. 颜色表颜色表用于说明位图中的颜色,它有若干个表项,每一个表项是一个RGBQUAD类型的结构,定义一种颜色.具体包含蓝色、红色、绿色的亮度(值范围为0-255)位图信息头和颜色表组成位图信息5. 位图数据位图数据记录了位图的每一个像素值,记录顺序是在扫描行内是从左到右,扫描行之间是从下到上.Windows规定一个扫描行所占的字节数必须是 4的倍数(即以long为单位),不足的以0填充.3.3 BMP(BIT MAP )位图的显示:①一般显示方法:1. 申请内存空间用于存放位图文件2. 位图文件读入所申请内存空间中3. 在函数中用创建显示用位图, 用函数创建兼容DC,用函数选择显示删除位图但以上方法的缺点是: 1)显示速度慢; 2) 内存占用大; 3) 位图在缩小显示时图形失真大,(可通过安装字体平滑软件来解决); 4) 在低颜色位数的设备上(如256显示模式)显示高颜色位数的图形(如真彩色)图形失真严重.②BMP位图缩放显示 :用视频函数来显示位图,内存占用少,速度快,而且还可以对图形进行淡化(Dithering )处理.淡化处理是一种图形算法,可以用来在一个支持比图像所用颜色要少的设备上显示彩色图像.BMP位图显示方法如下:1. 打开视频函数,一般放在在构造函数中2. 申请内存空间用于存放位图文件3. 位图文件读入所申请内存空间中4. 在函数中显示位图5. 关闭视频函数 ,一般放在在析构函数中以上方法的优点是: 1)显示速度快; 2) 内存占用少; 3) 缩放显示时图形失真小,4) 在低颜色位数的设备上显示高颜色位数的图形图形时失真小; 5) 通过直接处理位图数据,可以制作简单动画.3.4 程序中用到的访问函数Windows支持一些重要的DIB访问函数,但是这些函数都还没有被封装到MFC中,这些函数主要有:1. SetDIBitsToDevice函数:该函数可以直接在显示器或打印机上显示DIB. 在显示时不进行缩放处理.2. StretchDIBits函数:该函数可以缩放显示DIB于显示器和打印机上.3. GetDIBits函数:还函数利用申请到的内存,由GDI位图来构造DIB.通过该函数,可以对DIB的格式进行控制,可以指定每个像素颜色的位数,而且可以指定是否进行压缩.4. CreateDIBitmap函数:利用该函数可以从DIB出发来创建GDI位图.5. CreateDIBSection函数:该函数能创建一种特殊的DIB,称为DIB项,然后返回一个GDI位图句柄.6. LoadImage函数:该函数可以直接从磁盘文件中读入一个位图,并返回一个DIB句柄.7. DrawDibDraw函数:Windows提供了窗口视频(VFW)组件,Visual C++支持该组件.VFW中的DrawDibDraw函数是一个可以替代StretchDIBits的函数.它的最主要的优点是可以使用抖动颜色,并且提高显示DIB的速度,缺点是必须将VFW代码连接到进程中.3.5 图像的几何变换图像的几何变换,通常包括图像的平移、图像的镜像变换、图像的转置、图像的缩放和图像的旋转等.一、实验的目的和意义实验目的:本实验内容旨在让学生通过用VC等高级语言编写数字图像处理的一些基本算法程序,来巩固和掌握图像处理技术的基本技能,提高实际动手能力,并通过实际编程了解图像处理软件的实现的基本原理。
为学生进一步学习数字摄影测量、遥感和地理信息系统等专业课程以及应用图像处理解决实际问题奠定基础。
二、实验原理和方法(1) Raw格式到BMP格式的转换:Raw格式:Raw格式文件是按照数字图像组成的二维矩阵,将像素按行列号顺序存储在文件中。
这种文件只含有图像像素数据,不含有信息头,因此,在读图像时,需要根据文件大小,计算图像所包含的行列号,或者需要事先知道图像大小(矩阵大小)。
RAW文件按图像上行到下行、左列到右列顺序存储。
BMP格式:BMP文件数据区按图像上下行到上行、左列列到右列顺序存储到数据区。
BMP文件由文件头、信息头、颜色表、数据区四个部分组成。
做Raw格式文件到BMP格式文件的转化,先要为BMP格式文件申请四部分的内存:文件头,位图信息头,颜色表,图象数据,然后根据输入值以及Raw文件信息,BMP格式文件信息计算出这几部分的值,赋给他们,写到BMP文件中去。
(2) 灰度图象的线性拉伸:灰度变化是点运算,将原图象的每个像素的灰度值改成线性变化之后的灰度即可。
灰度的线性变换就是指图像的中所有点的灰度按照线性灰度变换函数进行变换。
灰度变换方程如下:该方程为线性方程。
式中参数为输入图像的像素的灰度值,参数为输出图像的灰度值。
设原图象的灰度范围为[a,b],变化之后的范围为[a_rsquo;,b_rsquo;],则:fA=(b_rsquo;-a_rsquo;)/(b-a)fB=-(b_rsquo;-a_rsquo;)/(b-a)_a+a_rsquo;如果算出来的值大于255,则让它等于255,小于0则让其等于0。
(3) 局部处理(3_3高通滤波,3_3低通滤波):局部处理在处理某一像素时,利用与该像素相邻的一组像素,经过某种变换得到处理后图像中某一点的像素值。
目标像素的邻域一般是由像素组成的二维矩阵,该矩阵的大小为奇数,目标像素位于该矩阵的中央,即目标像素就是区域的中心像素。
经过处理后,目标像素的值为经过特定算法计算后所得的结果。
实际上都是利用卷积来实现的,卷积往往用一个矩阵表示,将矩阵的中心对齐某个像素,矩阵中的值乘到相应的像素中去,然后将所有乘积加起来就得到中心像素的灰度值。
边界像素不做处理,仍为原来的灰度值。
求出的像素灰度值若超过[0_255],则向离其最近的属于该范围的像素值靠拢。
3_3低通滤波的算子见表1。
3_3高通滤波的算子见表2。
表格 11/91/91/91/91/91/91/91/91/9表格 2-1-1-1-19-1-1-1-1(4) 图象几何处理(图象平移,图象缩放):对于图像平移来说,若平移量是(t_,ty),像素在原图像中的坐标为(_0,y0),则变化后的坐标为(_1,y1),_1=_0+t_,y1=y0+ty。
平移只需改变像素的灰度值,不必改变位图信息头和调色板内容。
对于图像缩放,假设放大因子为ratio,缩放的变换矩阵为:图像信息头中新图像的宽度和高度都变为原来宽度和高度分别与水平垂直比例的乘积,图像大小变为新宽度(变为4的整数倍)与新高度的乘积。
(5) 灰度图象中值滤波:中值滤波也属于局部处理的一种,将窗口中的各个像素排序之后排序,取中值赋给模板中心的像素,所以窗口中个数一般是基数。
我用的中值滤波窗口是十字丝的9个数的窗口。
(6) 灰度图象边缘检测:边缘检测有三种算子:Roberts,Prewit,Sobel。
三种算子都是做一阶差分的,通过算子算出各个像素的梯度值,将水平梯度的绝对值和垂直梯度的绝对值相加,若此梯度值大于某个阈值,则将其灰度值赋为255,否则赋为0。
(7) 图象旋转:图像旋转一般是以图像中心为中心顺时针旋转,利用图像的四个角点求出图像旋转后的大小。
先计算以图像中心为原点坐标系下原图像四个角点的坐标值,按照旋转矩阵计算其旋转之后的坐标值,根据四个角点的新坐标值计算出最大宽度和高度作为新图像的宽度和高度值,按照计算值修改位图信息头,申请一块新内存,存储旋转后图像的灰度值。