精品資料（2021-2022年收藏）中南大學(xué)圖像處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院：信息科學(xué)與工程學(xué)院姓名： * 班級(jí)：*學(xué)號(hào)：*指導(dǎo)老師：羅三定實(shí)驗(yàn)1 PhotoShop功能操作一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解數(shù)碼相機(jī)基本使用。2、熟悉PHOTOSHOP在圖像處理上的用途。3、掌握PHOTOSHOP一些基本的圖像操作。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、觀察圖像大?。▽捙c高像素）。圖像菜單中圖像大小選項(xiàng)圖1，圖像大小2、改變圖像大小。在上述圖像大小窗口改變數(shù)值就可以改變圖像大小。3、觀察各處的RGB值、色度、亮度、飽和度的值。將鼠標(biāo)移動(dòng)到圖上各處，在右側(cè)信息欄里可以看到RGB值。圖2，RGB值再取顏色取樣工具，右鍵點(diǎn)擊圖片，選擇HSB即為色度亮度飽和度的值。圖3，HSB值4、單獨(dú)

2、觀察紅色、綠色、藍(lán)色分量圖像。右下角選擇通道，選擇不同通道即可觀察紅色，綠色，藍(lán)色分量圖像圖4，紅色分量圖圖5，綠色分量圖圖6，藍(lán)色分量圖5、將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，存盤后觀察文件大小。先選擇圖像模式灰度，選擇扔掉圖7，灰度圖像然后另存為bmp格式的圖像，可以看出文件大小變小了很多。6、觀察圖像的直方圖。 直接在右側(cè)欄可觀察到直方圖。圖8，直方圖7、改變圖像的亮度、對(duì)比度、飽和度，觀察操作結(jié)果。在圖像中選擇調(diào)整亮度/對(duì)比度即可調(diào)整然后觀察效果同樣在調(diào)整中選擇色相飽和度。即可調(diào)整飽和度8、以不同閾值二值化圖像。在圖像調(diào)整閾值，可以調(diào)整色階，觀察不同閾值二值化圖像。圖9，觀察不懂閾值二值化圖像實(shí)

3、驗(yàn)2 Photoshop圖像處理實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解bmp圖像的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)形式。2、學(xué)習(xí)使用不同的濾波方法處理圖像。3、掌握PHOTOSHOP一些圖像增強(qiáng)處理方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、打開(kāi)一個(gè)bmp圖像2、自定義濾波器處理圖像。（1）濾波中選擇自定義圖像有一定程度的模糊。常用的圖像平滑模板有：、選擇第一種模板，得到（2）從頻譜的角度分析，圖像的銳化類似于一個(gè)高通濾波器。常用的銳化模板有：、等。這兩個(gè)模板又稱為拉普拉斯模板。選擇第二個(gè)模板得到（3）邊緣查找又稱為邊緣檢測(cè)，邊緣是指周圍像素灰度發(fā)生階躍型或凸緣型變化的像素的集合。常用的邊緣檢測(cè)算子，包括Sobel、Prewitt、Krisch、Lap

4、lace算子等。這里采用Sobel得到圖像3、練習(xí)使用模糊、銳化、涂抹、減淡和加深等工具進(jìn)行圖像的編輯。這些工具都在右側(cè)工具欄可以找到，比如說(shuō)銳化工具和模糊工具減淡加深工具：實(shí)驗(yàn)3 圖像處理編程實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉VB或VC的基本編程方法。2、了解bmp位圖文件的結(jié)構(gòu)。3、掌握灰度直方圖的原理及繪制過(guò)程。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、讀取BMP位圖文件 BMP 位圖包括位圖文件頭結(jié)構(gòu)BITMAPFILEHEADER 、位圖信息頭結(jié)構(gòu)BITMAPINFOHEADER、位圖顏色表 RGBQUAD 和位圖像素?cái)?shù)據(jù)四部分。處理位圖時(shí)要根據(jù)文件的這些結(jié)構(gòu)得到位圖文件大小、位圖的寬、高、實(shí)現(xiàn)調(diào)色板、得到位圖像素值等

5、等。對(duì)于256 級(jí)灰度圖像每個(gè)像素用 8bit 表示顏色的索引值，這里要注意的一點(diǎn)是在 BMP位圖中，位圖的每行像素值要填充到一個(gè)四字節(jié)邊界，即位圖每行所占的存儲(chǔ)長(zhǎng)度為四字節(jié)的倍數(shù)，不足時(shí)將多余位用0 填充。 在處理圖像應(yīng)用程序的文檔類（CdibDoc.h）中聲明如下宏及公有變量： #define WIDTHBYTES(bits) (bits) + 31) / 32 * 4)/ 計(jì)算圖像每行象素所占的字節(jié)數(shù)目 HANDLE m_hDIB;/存放位圖數(shù)據(jù)的句柄 CPalette* m_palDIB;/指向調(diào)色板Cpalette類的指針 CSize m_sizeDoc; file:/ 初始化視圖的

6、尺寸 根據(jù)BMP 位圖文件的結(jié)構(gòu)，操作 BMP 位圖文件讀入數(shù)據(jù)，重載了文擋類的OnOpenDocument 函數(shù)如下： BOOL CDibDoc:OnOpenDocument(LPCTSTR lpszPathName) CFile file; CFileException fe; if (!file.Open(lpszPathName, Cfile:modeRead | Cfile:shareDenyWrite, &fe) AfxMessageBox(文件打不開(kāi)); return FALSE; /打開(kāi)文件 DeleteContents();/刪除文擋 BeginWaitCursor(); B

7、ITMAPFILEHEADER bmfHeader;/定義位圖文件頭結(jié)構(gòu) DWORD dwBitsSize; HANDLE hDIB; LPSTR pDIB; BITMAPINFOHEADER *bmhdr;/指向位圖信息頭結(jié)構(gòu)的指針 dwBitsSize = file.GetLength();/ 得到文件長(zhǎng)度 if (file.Read(LPSTR)&bmfHead er, sizeof(bmfHeader) != sizeof(bmfHeader) return FALSE; if (bmfHeader.bfType != 0x4d42) file:/ 檢查是否為 BMP文件 return

8、 FALSE; hDIB=(HANDLE) :GlobalAlloc(GMEM_MOVEABLE | GMEM_ZEROINIT, dwBitsSize); file:/申請(qǐng)緩沖區(qū) if (hDIB = 0) return FALSE; pDIB = (LPSTR) :GlobalLock(HGLOBAL)hDIB); file:/得到申請(qǐng)的緩沖區(qū)的指針 if (file.ReadHuge(pDIB, dwBitsSize - sizeof(BITMAPFILEHEADER) != dwBitsSize - sizeof(BITMAPFILEHEADER) ) :GlobalUnlock(HG

9、LOBAL)hDIB); hDIB=NULL; return FALSE; /讀數(shù)據(jù)，包括位圖信息、位圖顏色表、圖像像素的灰度值 bmhdr=(BITMAPINFOHEADER*)pDIB;/ 為指向位圖信息頭結(jié)構(gòu)的指針付值 :GlobalUnlock(HGLOBAL)hDIB); if (*bmhdr).biBitCount!=8) file:/ 驗(yàn)證是否為8bit 位圖 return FALSE; m_hDIB=hDIB; InitDIBData(); file:/自定義函數(shù)，根據(jù)讀入的數(shù)據(jù)得到位圖的寬、高、顏色表 file:/ 來(lái)得到初始化視的尺寸、生成調(diào)色板 EndWaitCursor

10、(); SetPathName(lpszPathName);/ 設(shè)置存儲(chǔ)路徑 SetModifiedFlag(FALSE); / 設(shè)置文件修改標(biāo)志為FALSE return TRUE; 為了將圖像處理后所得到的像素值保存起來(lái)，重載了文檔類的OnSaveDocument函數(shù)，其具體實(shí)現(xiàn)如下： BOOL CDibDoc:OnSaveDocument(LPCTSTR lpszPathName) CFile file; CFileException fe; BITMAPFILEHEADER bmfHdr; / 位圖文件頭結(jié)構(gòu) LPBITMAPINFOHEADER lpBI; file:/指向位圖信息結(jié)

11、構(gòu)的指針 DWORD dwDIBSize; if (!file.Open(lpszPathName, Cfile:modeCreate | Cfile:modeReadWrite | Cfile:shareExclusive, &fe) AfxMessageBox(文件打不開(kāi)); /打開(kāi)文件 BOOL bSuccess = FALSE; BeginWaitCursor(); lpBI = (LPBITMAPINFOHEADER) : GlobalLock(HGLOB AL) m_hDIB); if (lpBI = NULL) return FALSE; dwDIBSize = *(LPDWOR

12、D)lpBI + 256*sizeof(RGBQUAD); / Partial Calculation DWORD dwBmBitsSize;/BMP 文件信息結(jié)構(gòu)所占的字節(jié)數(shù) dwBmBitsSize=WIDTHBYTES(lpBI-biWidth)*(DWORD)lpBI-biBitCount) *lpBI-biHeight;/ 存儲(chǔ)時(shí)位圖所有像素所占的總字節(jié)數(shù) dwDIBSize += dwBmBitsSize; lpBI-biSizeImage = dwBmBitsSize; / 位圖所有像素所占的總字節(jié)數(shù) file:/以下五句為文件頭結(jié)構(gòu)填充值 bmfHdr.bfType =0x4d

13、42; / 文件為BMP 類型 bmfHdr.bfSize = dwDIBSize + sizeof(BITMAPFILEHEADER);/ 文件總長(zhǎng)度 bmfHdr.bfReserved1 = 0; bmfHdr.bfReserved2 = 0; bmfHdr.bfOffBits = (DWORD)sizeof(BITMAPFILEHEADER) + lpBI-biSize + 256*sizeof(RGBQUAD); file:/位圖數(shù)據(jù)距問(wèn)件頭的偏移量 file.Write(LPSTR)&bmfHdr, sizeof(BITMAPFILEHEADER);/寫文件頭 file.WriteH

14、uge(lpBI, dwDIBSize); file:/將位圖信息（信息頭結(jié)構(gòu)、顏色表、像素?cái)?shù)據(jù)）寫入文件 :GlobalUnlock(HGLOBAL) m_hDIB); EndWaitCursor(); SetModifiedFlag(FALSE); / back to unmodified return TRUE; 灰度圖像要正確顯示，必須實(shí)現(xiàn)邏輯調(diào)色板和系統(tǒng)調(diào)色板，通過(guò)在主框架類中處理Windows 定義的消息 WM_QUERYNEWPALETTE 、WM_PALETTECHANGED及視圖類中處理自定義消息 WM_DOREALIZE （該消息在主框架窗口定義如下：#define WM_

15、REALIZEPAL (WM_USER+100)）來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)色板的操作。 void CMainFrame:OnPaletteChanged(CWnd* pFocusWnd) file:/ 總實(shí)現(xiàn)活動(dòng)視的調(diào)色板 CMDIFrameWnd:OnPaletteChanged(pFocusWnd); CMDIChildWnd* pMDIChildWnd = MDIGetActive(); if (pMDIChildWnd = NULL) return CView* pView = pMDIChildWnd-GetActiveView(); ASSERT(pView != NULL); SendMessa

16、geToDescendants(WM_DOREALIZE, (WPARAM)pView-m_hWnd); file:/通知所有子窗口系統(tǒng)調(diào)色板已改變 BOOL CMainFrame:OnQueryNewPalette()/提供實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)色板的機(jī)會(huì) / 實(shí)現(xiàn)活動(dòng)視的調(diào)色板 CMDIChildWnd* pMDIChildWnd = MDIGetActive(); if (pMDIChildWnd = NULL) return FALSE; / no active MDI child frame (no new palette) CView* pView = pMDIChildWnd-GetActi

17、veView(); ASSERT(pView != NULL); file:/通知活動(dòng)視圖實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)色板 pView-SendMessage(WM_DOREALIZE, (WPARAM)pView-m_hWnd); return TRUE; LRESULT CDibView:OnDoRealize(WPARAM wParam, LPARAM)/實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)色板 ASSERT(wParam != NULL); CDibDoc* pDoc = GetDocument(); if (pDoc-m_hDIB = NULL) return 0L; / must be a new document CPal

18、ette* pPal = pDoc-m_palDIB; file:/調(diào)色板的顏色表數(shù)據(jù)在InitDIBData() 函數(shù)中實(shí)現(xiàn) if (pPal != NULL) CMainFrame* pAppFrame = (CMainFr ame*) AfxGetApp()-m_pMainWnd; ASSERT_KINDOF(CMainFrame, pAppFrame); CClientDC appDC(pAppFrame); CPalette* oldPalette = appDC.SelectPa lette(pPal, (HWND)wP aram) != m_hWnd); file:/只有活動(dòng)視才

19、可以設(shè)為FALSE ， / 即根據(jù)活動(dòng)視的調(diào)色板設(shè)為前景調(diào)色板 if (oldPalette != NULL) UINT nColorsChanged = appDC.RealizePalette();/實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)色板 if (nColorsChanged 0) pDoc-UpdateAllViews(NULL);/ 更新視圖 appDC.SelectPalette(oldPalette, TRUE); file:/將原系統(tǒng)調(diào)色板置為邏輯調(diào)色板 else TRACE0(tSelectPalette failed in CDibView:OnPaletteChangedn); 2、繪制灰度直方圖

20、。下面的程序顯示一幅圖的灰度直方圖。有兩段程序，第一段統(tǒng)計(jì)出每個(gè)灰度的像素個(gè)數(shù)，存放在數(shù)組GrayTable 中，然后產(chǎn)生一個(gè)新的窗口，把統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示出來(lái)。第二段程序就是該窗口的消息處理函數(shù)。要注意的是，由于各灰度出現(xiàn)的頻率可能相差很大，所以如何將結(jié)果顯示在有限的窗口范圍內(nèi)，是一個(gè)必須考慮的問(wèn)題。我們這里的做法是，在所有出現(xiàn)的灰度中，統(tǒng)計(jì)出一個(gè)最大值 max 和一個(gè)最小值min，假設(shè)能顯示的窗口最大坐標(biāo)為 270，最小坐標(biāo)為5 ，按成比例顯示，這樣，灰度出現(xiàn)的次數(shù)和顯示坐標(biāo)之間呈線形關(guān)系，設(shè) a*grayhits+b=coordinate，其中 grayhits為灰度出現(xiàn)的次數(shù)，coordin

21、ate 為顯示坐標(biāo)，a 和b 為兩個(gè)常數(shù)。我們將max 和min 代入，應(yīng)該滿足a*max+b=270 ; a*min+b=5 可以解得a=265/(max-min); b=270.0-a* max 。 int GrayTable256; int MaxGrayNum; int MinGrayNum; BOOL Histogram(HWND hWnd) DWORD OffBits,BufSize; LPBITMAPINFOHEADER lpImgData; LPSTR lpPtr; int x,y; int grayindex; HWND hPopupWnd; int temp; /計(jì)數(shù)器清零

22、 for(grayindex=0;grayindex256;grayindex+) GrayTablegrayindex=0; /OffBits為到實(shí)際位圖數(shù)據(jù)的偏移值 OffBits=bf.bfOffBits-sizeof(BITMAPFILEHEADER); /BufSize 為緩沖區(qū)的大小 BufSize=bf.bfSize-sizeof(BITMAPFILEHEADER); lpImgData=(LPBITMAPINFOHEADER)GlobalLock(hImgData); for(y=0;ybi.biHeight;y+) lpPtr=(char *)lpImgData+(BufSi

23、ze-LineBytes-y*LineBytes); for(x=0;xbi.biWidth;x+) grayindex=(unsigned char)*(lpPtr+); GrayTablegrayindex+; / 對(duì)應(yīng)的顏色計(jì)數(shù)值加 1 MaxGrayNum=0; MinGrayNum=65535; for(grayindex=0;grayindexMaxGrayNum) MaxGrayNum=temp; / 找到更大的了 if( (temp0) ) MinGrayNum=temp; / 找 到更小的了 GlobalUnlock(hImgData); /產(chǎn)生新的窗口顯示結(jié)果 hPopup

24、Wnd = CreateWindow (PopupWindowClass, Histogram Statistic Window,WS_OVERLAPPEDWINDOW,50,80,550,350, hWnd,NULL,ghInst,NULL); if (hPopupWnd) ShowWindow (hPopupWnd, SW_SHOW); UpdateWindow (hPopupWnd); return TRUE; 下面是新窗口的消息處理函數(shù) long FAR PASCAL PopupWndProc (HWND hWnd,UINT message,WPARAM wParam,LPARAM l

25、Param) HDC hdc; PAINTSTRUCT ps; DWORD i; int xstart; static LOGPEN blp=PS_SOLID,1,1,RGB(0,0,255); / 藍(lán)色畫筆 HPEN bhp; /畫筆句柄 float a,b,temp; char str10; /計(jì)算上面所說(shuō)的 a,b的值 a=(float)(265.0 /( MaxGrayNum - MinGrayNum) ); b=(float) (270.0-a* MaxGrayNum); switch (message) case WM_PAINT: hdc = BeginPaint(hWnd, &

26、ps); bhp = CreatePenIndirect(&blp); SelectObject(hdc,bhp); MoveToEx(hdc,2,270,NULL); LineTo(hdc,518,270); / 先畫一條水平線 xstart=2; for(i=0;iGetHDIB(); BeginWaitCursor(); lpBi=(LPBITMAPINFOHEADER)GlobalLock(HGLOBAL)hdib); hData=(unsigned char*)FindDIBBits(LPSTR)lpBi); pDoc-SetModifiedFlag(TRUE); data1hand

27、le=GlobalAlloc(GMEM_SHARE,WIDTHBYTES(lpBi-biWidth*8)*lpBi-biHeight); data=(unsigned char*)Global Lock(HGLOBAL)data1handle); AfxGetApp()-BeginWaitCursor(); int i,j,s,t,ms=1; int sum=0,sumw=0; int mask33= 自定義的模板； for(i=0; ibiHeight; i+) for(j=0; jbiWidth; j+) sumw=0; sum=0; for(s=(-ms); s=ms; s+) for(

28、t=(-ms); t=0) & (j+t)=0) & (i+s)biHeight) & (j+t)biWidth) sumw += mask1+s1+t; sum+=*(hData+(i+s)*WIDTHBYTES(lpBi- biWidth*8)+(j+t)*mask1+s1+t; if(sumw=0) sumw=1; sum/=sumw; if(sum255)sum=255; if(sumbiWidth*8)+j)=sum; for( j=0; jbiHeight; j+) for( i=0; ibiWidth; i+) *(hData+i*WIDTHBYTES(lpBi-biWidth*

29、8)+j)=*(data+i*WIDTHBYTES(lpBi-biWidth*8)+j); AfxGetApp()-EndWaitCursor(); GlobalUnlock(HGLOBAL)hdib); GlobalUnlock(data1handle); EndWaitCursor(); Invalidate(TRUE); 實(shí)驗(yàn)4 圖像處理編程量測(cè)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握Hough變換。2、綜合運(yùn)用圖像處理的各種操作，獲取圖像信息。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容a 平滑濾波同實(shí)驗(yàn)三程序?qū)崿F(xiàn)平滑濾波，濾波后效果圖如下：b 邊緣增強(qiáng)同實(shí)驗(yàn)三程序?qū)崿F(xiàn)邊緣增強(qiáng)，增強(qiáng)后效果圖如下：c Hough變換 BOOL Hou

30、gh(HWND hWnd) / 定義一個(gè)自己的直線結(jié)構(gòu) typedef struct int topx; / 最高點(diǎn)的 x 坐標(biāo) int topy; / 最高點(diǎn)的 y 坐標(biāo) int botx; / 最低點(diǎn)的 x 坐標(biāo) int boty; / 最低點(diǎn)的 y 坐標(biāo) MYLINE; DWORD BufSize; LPBITMAPINFOHEADER lpImgData; LPSTR lpPtr; HDC hDc; LONG x,y; long i,maxd; int k; int Dist,Alpha; HGLOBAL hDistAlpha,hMyLine; int *lpDistAlpha; MY

31、LINE *lpMyLine,*TempLine,MaxdLine; static LOGPEN rlp=PS_SOLID,1,1,RGB(255,0,0); HPEN rhp; if( NumColors!=256) MessageBox(hWnd,Must be a mono bitmap with grayscale palette!, Error Message,MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION); return FALSE; / 計(jì)算最大距離 Dist=(int)(sqrt( (double)bi.biWidth*bi.biWidth+ (double)bi.biHe

32、ight*bi.biHeight)+0.5) ; Alpha=180 /2 ; /0 到 to 178 度，步長(zhǎng)為 2 度 /為距離角度數(shù)組分配內(nèi)存 if(hDistAlpha=GlobalAlloc(GHND,(DWO RD)Dist* Alpha * sizeof(int)=NULL) MessageBox(hWnd,Error allo c memory!,Error Message,MB_OK| MB_ICONEXCLAMATION); return FALSE; /為記錄直線端點(diǎn)的數(shù)組分配內(nèi)存 if(hMyLine=GlobalAlloc(GHND,(DWO RD)Dist*Alpha*sizeof(MYLINE)=NULL) GlobalFree(hDistAlpha); return FALSE; /原圖緩沖區(qū)的大小 BufSize=bf.bfSize-sizeof(BITMAPFILEHEADER); lpImgData=(LPBITMAPINFOHEADER)GlobalLock(hImgData); lpDistAlpha=(int *)Glo