數(shù)字圖像處理.doc

數(shù)字圖像處理實驗報告 學(xué)校：河北建筑工程學(xué)院 院系： 電氣工程學(xué)院 班級： 電子132班 姓名： 楊騰騰 學(xué)號： 2013315235 第二章圖像處理基本知識1實驗?zāi)康模海?）了解圖像采集的硬件設(shè)備，獲取一幅自己的頭像(*.jpg)，作為后續(xù)實驗的一個圖像源；（2）練習(xí)MATLAB的一般使用，為其它幾個實驗做準(zhǔn)備。2實驗內(nèi)容：（1）利用圖像采集系統(tǒng)獲取圖像；（2）編寫一個MATLAB程序?qū)Λ@取的圖像文件（*.jpg）。將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像。用imhist計算和顯示灰度的統(tǒng)計特性，求其均值、標(biāo)準(zhǔn)差，并將圖像反白。更詳細(xì)的操作請參考講解MATLAB使用的相關(guān)書籍或者該軟件的在線幫助文件。3實驗要求：編寫一完整的MATLAB程序。這里完整的MATLAB程序是指該程序應(yīng)有一個用戶界面窗口，讀入的圖像文件應(yīng)顯示在界面窗口里，在界面窗口中可以設(shè)置幾個按鈕，分別完成對所顯示的圖像進(jìn)行上面（2）中所要求的操作。請保留該程序，后面的實驗所編的程序都要求與此程序集成起來，提供一個統(tǒng)一的操作界面。4. 實驗程序：I=imread(C:0.jpg);subplot(2,2,1);imshow(I);J=rgb2gray(I);subplot(2,2,2);imshow(J);subplot(2,2,3);imhist(J);Ave=mean2(J)SD=std2(double(J)s=size(J);all_white=255*ones(s(1),s(2);all_white_uint8=uint8(all_white);K=imsubtract(all_white_uint8,J);subplot(2,2,4);imshow(K);imwrite(K,C:0_iverse.jpg)實驗結(jié)果：Ave =105.655SD=51.94425. 實驗總結(jié)：通過本次實驗,我初步了解了MATLAB 的使用方法，通過命令式的語言來執(zhí)行程序，簡潔快速，同時也了解到它在數(shù)學(xué)和圖像處理方面的重要應(yīng)用，在今后的學(xué)習(xí)后會充分發(fā)揮它的作用！第四章 圖像變換與二維數(shù)字濾波1實驗?zāi)康模海?）了解圖像正逆變換的原理。（2）理解圖像變換的系數(shù)特點(diǎn)（3）掌握常用圖像變換的實現(xiàn)過程。（4）掌握圖像的頻譜分析方法。（5）了解圖像變換在圖像數(shù)據(jù)壓縮等方法面的應(yīng)用。（6）掌握二維數(shù)字濾波器的作用以及在圖像濾波中的實際應(yīng)用。2實驗內(nèi)容：（1）在MATLAB環(huán)境中，進(jìn)行圖像的離散傅立葉變換和離散余弦變換，觀察圖像的頻譜并減少DCT系數(shù)，觀察重建信號和誤差信號，理解正交變化在壓縮編碼中的應(yīng)用。（2）在MATLAB環(huán)境中，進(jìn)行圖像的離散小波變換，觀察圖像的近似圖像的各方向的細(xì)節(jié)圖像，觀察重建圖像，理解小波變換在圖像特征檢測中的應(yīng)用。3實驗要求：（1）說明實驗采用的正交變換原理（2）分析重建圖像、誤差圖像、變換系數(shù)的關(guān)系。（3）通過實驗結(jié)果說明三種變換的優(yōu)點(diǎn)以及各自適應(yīng)的應(yīng)用場合。（4）分析圖像的二維FIR濾波的結(jié)果和各種設(shè)計法的優(yōu)缺點(diǎn)。4. 實驗程序：(1)傅里葉變換：I=imread(C:0.jpg);J=rgb2gray(I);subplot(2,2,1);imshow(J);F1=fft2(J);subplot(2,2,2);imshow(log(abs(F1)+1),0 10);F2=fftshift(F1);subplot(2,2,3);imshow(log(abs(F2)+1),0 10);實驗結(jié)果：（2）DCT變換：I=imread(C:0.jpg);J=rgb2gray(I);subplot(1,2,1),imshow(J);K=dct2(J);subplot(1,2,2),imshow(log(abs(K)+1,0 10);實驗結(jié)果：5. 實驗總結(jié)：通過上機(jī)操作我知道了，正交變換和二維數(shù)字濾波廣泛應(yīng)用在圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原、特征提取、圖像編碼與壓縮及形狀分析方面。二維DCT常用于二維信號處理，典型應(yīng)用是對于靜止圖像和運(yùn)動圖像進(jìn)行性能優(yōu)良的有損數(shù)據(jù)嚴(yán)肅。第五章圖像編碼與壓縮1實驗?zāi)康模海?）了解圖像的壓縮編碼原理。（2）掌握常用的圖像壓縮算法。2實驗內(nèi)容：（1）利用變換編碼壓縮圖像信息。（2）計算壓縮算法的性能。3實驗要求：（1）說明壓縮原理與算法。（2）原始圖像和壓縮重構(gòu)圖像。（3）計算壓縮性能，說明為什么同一壓縮算法對不同的圖像壓縮效果不同。（4）心得和體會。4.實驗程序：F=imread(C:0.jpg);figure(1);imshow(F);G=rgb2gray(F);dctG=dct2(G);figure(2);imshow(log(abs(dctG),);T1=5;T2=50;dctG(abs(dctG)T1)=0;idctF1=idct2(dctG);figure(3);imshow(idctF1,0 255);dctG(abs(dctG)=T K(i,j)=255; else K(i,j)=0; end endendsubplot(133); imshow(K)實驗結(jié)果：T=90T=150(2) 梯度算子：I=imread(C:0.jpg);J=rgb2gray(I);imshow(J);BW1=edge(J,roberts);BW2=edge(J,prewitt);BW3=edge(J,sobel);BW4=edge(J,log);BW5=edge(J,canny);figure,imshow(BW1,);figure,imshow(BW2,);figure,imshow(BW3,);figure,imshow(BW4,);figure,imshow(BW5,);實驗結(jié)果：5.實驗總結(jié)圖像分割以后，通常需要對分割的區(qū)域進(jìn)行表示和描述，以便計算機(jī)進(jìn)一步處理。本次實驗利用閾值分割圖像，選取閾值分割值為T=80，改變閾值的話，可以看到，過高或過低的閾值都會影響分割的效果。圖像分割在實際應(yīng)用中有一定的作用，比如交通攝像機(jī)的車牌號的抓取，從整張圖片中分割出關(guān)于車牌信息的圖像，進(jìn)一步提取車牌數(shù)字。對以后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)有很大幫助。第九章 形態(tài)學(xué)圖像處理1.實驗?zāi)康模海?）了解數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的基本思想和方法。（2）掌握形態(tài)學(xué)基本運(yùn)算。（3）學(xué)習(xí)設(shè)計形態(tài)學(xué)圖像處理算法。2.實驗內(nèi)容：（1）用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)運(yùn)算取出圖像噪聲。（2）用形態(tài)學(xué)梯度（已膨脹圖像減已腐蝕圖像）來提取二值圖像中對象的邊界搜索。3.實驗要求：（1）說明形態(tài)學(xué)算法。（2）原始圖像和去噪后的圖像。（3）原始圖像和邊界圖像。（4）心得和體會4.實驗程序：D=imread(C:0.jpg);I=rgb2gray(D);subplot(2,3,1);imshow(I);title(灰度圖像)J=imnoise(I,salt & pepper,0.04);subplot(2,3,2);imshow(J);title(噪聲圖像)se1=strel(square,2)D1=imopen(J,se1);%開閉運(yùn)算去除噪聲D2=imclose(D1,se1);subplot(2,3,3);imshow(D2);title(方形開閉后圖像)se2=strel(disk,2)D3=imopen(J,se2);D4=imclose(D3,se2);subplot(2,3,4);imshow(D4);%采用范圍半徑為2的圓盤得到的D2比采用正方形的D4效果好title(圓盤開閉后圖像)se3=strel(diamond,1)I1=imdilate(I,se3);%膨脹I2=imerode(I,se3);%腐蝕K1=I1-I2;%減法,用已經(jīng)膨脹的圖像減去已經(jīng)腐蝕的圖像提取對象的邊界像素subplot(2,3,5);imshow(K1);title(diamond膨脹圖像)se4=strel(square,3)I3=imdilate(I,se4);I4=imerode(I,se4);K2=I3-I4;subplot(2,3,6);imshow(K2);title(方形膨脹圖像)實驗結(jié)果：5.實驗總結(jié)數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)基于結(jié)構(gòu)元素的基本思想以及作為基本運(yùn)算的上、下確界關(guān)系表示反應(yīng)了自然界中一類相當(dāng)普遍的現(xiàn)象。通過本次實驗，我了解到，圖像通過灰值后會使得個別亮點(diǎn)變暗或者消失；灰值膨脹可以使得圖像較暗的地方變亮，對于觀察比較細(xì)致而又模糊的圖像來說，可以使得圖像清晰；具備了腐蝕和膨脹這兩種基本灰值形態(tài)學(xué)運(yùn)算的便是灰值開運(yùn)算和閉運(yùn)算。第10章 彩色圖像處理1.實驗?zāi)康模?）了解顏色空間的基本概念及轉(zhuǎn)換原理。（2）能利用matlab工具箱和本章功能的有關(guān)公式，在RGB，YIQ，HSV，等顏色空間中讀顯示彩色圖像。2.實驗內(nèi)容（1）利用MATLAB圖像處理工具箱中現(xiàn)有的函數(shù)在不同顏色空間中讀取，顯示彩圖像。（2）根據(jù)轉(zhuǎn)換公式，自己編制其他顏色空間轉(zhuǎn)換函數(shù)，在該空間讀取，顯示彩色圖像。3實驗要求（1）利用MATLAB圖像處理工具箱，photoshop讀，寫和顯示彩色圖像文件。（2）了解幾種常見的顏色空間的概念。（3）記錄讀取變換處理后的圖像。（4）列出上述MATLAB圖像處理的程序界面。（5）心得和體會。4.實驗程序：D=imread(C:0.jpg);K1=rgb2hsv(D);K2=rgb2ycbcr(D);K3=rgb2ntsc(D);K4=rgb2gray(D);K6=gray2ind(D);%轉(zhuǎn)換成索引圖像X,map=imread(C:0.jpg);%將真彩圖像RGB，顏色映射表為map的索引圖像XK5=im2bw(X,map,0.2);%轉(zhuǎn)換成二值圖像subplot(4,2,1);imshow(D);title(RGB圖像)subplot(4,2,2);imshow(K1);title(RGB轉(zhuǎn)HSV圖像)subplot(4,2,3);imshow(K2);title(RGB轉(zhuǎn)YCBCR圖像)subplot(4,2,4);imshow(K3);title(RGB轉(zhuǎn)NTSC圖像)subplot(4,2,5);imshow(K4);title(RGB轉(zhuǎn)灰度圖像)subplot(4,2,6);imshow(K5);title(RGB轉(zhuǎn)二值圖像)subplot(4,2,7);imshow(K6);title(RGB轉(zhuǎn)IND圖像)subplot(4,2,8);imshow(K3(:,:,1);title(NTSC的Y分量=灰度圖像)實驗結(jié)果：5.實驗總結(jié)