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1、淮南师范学院电气信息工程学院电子信息工程（2）班专业程园实验论文 成绩实验论文题 目： 图像的基本运算 学生姓名： 程园 学生学号： 系 别： 电气信息工程学院 专 业： 电子信息工程 年 级： 11级 任课教师： 沈晓波 电气信息工程学院制图像的基本运算学生：程园任课教师：沈晓波电气信息工程学院：电子信息工程专业1.实验对象：自己头像/tif图像汇总中任选/其他图像。2.实验任务：2.1实现对图像的点运算（加减乘除）具体参数自行规定。2.2实现对图像的逻辑运算（与或非）。2.3实现对单幅图像的空间运算（放大、缩小、旋转、平移、X镜像、Y镜像），具体参数自行规定。2.4简单应用：将自己的头像上
2、添加：“姓名第一次作品”，字体规格不限，输出新的图像。3.实验原理：3.1理论基础： 本次实验是基于数字图像处理及MATLAB实现这本书来实现的。首先对实验对象进行点运算，实际上就是对图像的每个像素点的灰度值按一定的映射关系进行运算，得到新图像的过程。此次实验是采用线性点运算的，可以以下用线性方程来描述，即 s=ar+b其中，r为输入点的灰度值，s为相应输出点的灰度值。（1） a=1，b=0，则只需将输入图像复制到输出图像即可。若a=1，而b0，则操作结束仅使所有像素的灰度值上移或下移，其效果是使整个图像在显示时更亮或更暗。（2） 如果a1，则输出图像对比度增大。（3） 如果a1，则输出图像对
3、比度降低。（4） 如果A0，即a为负值，则暗区域将变亮，亮区域将变暗，点运算完成了图像的求补。加法运算通常用于平均值降噪等多种场合。图像的相加一般用于同一场景的多幅图像求平均，以便于有效降低加性噪声。此次实验中我们是对图像加上了一个常数，来改变图像的效果。使用的函数是imadd。减法运算常用于检测变化及运动的物体，图像相减运算又称差分运算。差值图像的信息提供了图像间的差值信息，能用于指导动态检测、运动目标的检测盒跟踪、图像背景的消除及目标识别等功能。但是图像在进行差影法运算时必须使用两相减图像的对应点位于空间同一目标上，否则，必须先做几何校准与匹配。本次实验中采用的是imsubtract函数对
4、图像进行减去一个常数运算来改变图像效果。乘法运算可用来改变图像的灰度级，实现灰度级变换，也可用来遮住图像的某些部分，其典型的应用是用于获得掩模图像。同时乘法运算也可以实现卷积的相关处理。此次实验我采用的是用immultiply函数实现图像灰度级的放大。从而来改变图像的效果。图像的除法运算也可以改变图像的灰度级。其典型运算是比值图像的处理。例如，除法运算可用于校正成像设备的非线性影响，在特殊形态（如以CT为代表的医学图像）的图像处理中用到。此外，除法还经常用于消除图像数字化设备随空间所产生的影响。可以运用imdivide函数来实现。图像的逻辑运算有与、或、非等，其主要针对二值图像，在图像的理解与
5、分析域比较有用。运用这种方法可以为图像提供模板，与其他运算方法结合起来可以获得某种特殊效果。我们可以运用and、or、not函数来对图像进行与、或、非运算。实验中我采用的图像并是不是二值图像，通过百度查到函数im2bw函数，先将图像变成二值图像，才能达到实验的要求。任务三中要求的对图像进行几何运算，可以根据需要使原图像产生大小、形状、位置等各个方面的变化。简单的说，几何变化可改变像素点的几何位置，以及图形中各物体之间的空间位置关系。几何图像可以分为图像位置的变换（平移、镜像、旋转）、形状变换（放大、缩小）及图像的复合变换等。在对图像进行平移时，我是通过运用translate函数来实现其空间位置
6、的变化的。对图像的缩放是指将给定的图像在X方向和Y方向按相同的比例缩放，从而获得已付新的图像。如果比例不相同。则图像的缩放会改变原来图像像素间的相对位置，产生几何畸变。在对图像进行放大和缩小操作要用到imresize函数和imdiwide函数对图像进行处理。图像的旋转变换是指以图像中心为原点，将图像上所有的像素都旋转同一个角度的变换。图像进行旋转之后位置发生了改变，我们可以根据事前想好的位置来确定旋转的角度大小。图像的旋转和平移变换一样，在图像的旋转变换中既可以把转出显示区域的图像截去，也可以扩大显示区的图像范围以显示图像的全部。在图像的旋转中我们可以用书上提供的函数imrotate来进行处理
7、，而本次实验的参数是自己选定的，此次选择的是45度。图像的镜像变换是与人们日常生活密切相关的一种变换，图像的镜像是指原始图像相对于某一参照面旋转180度的图像。镜像变换又常称为对称变换，它可以分为水平对称、垂直对称等多种变换。对称变换后，图像的宽和高不变。其中水平镜像操作是以图像的垂直中轴线为中心，将图像分为左右两部分镜像对称变换。其变换公式如下：=图像的垂直操作是以原图的水平中轴线为中心，将图像分为上下两个部分进行对称变换。其变换公式如下：=3.2设计方案：根据实验要求和任务依据实验基本原理，分别对图像（cy.jpg、11.jpg、kids.bmp）进行图像的代数运算、几何运算、逻辑运算。整
8、个运算实在matlab中进行的，通过编写程序并且进行调试得到实验结果。4、实验过程： 实验根据要求依次实现对图像的基本运算。在实验过程中参考书本中的知识以及老师给的编程参考。通过程序编写，调试查找程序中错误并进行修改。遇到的问题还会通过百度去寻求问题的解决办法，进行不断地尝试，实验才得以顺利进行。具体程序参考M文件。5、实验结果：运行M文件得到如下图所示的结果：6、实验分析及结论：6.1实验分析：通过本次实验（图像的基本运算），要我们学会对图像的简单操作，了解图像的处理过程。让我们知道图像处理的基本原理，让我们对图像的处理有一个基本的认识。学会这些基本的运算，我们还可以根据自己需要对自己所需的
9、图像进行处理，达到我们所需的结果。书中还给我们介绍了图像技术的应用领域以及它的发展前景，让我们对这门课有了更深的认识。6.1实验结论： 此次实验完成了老师给的任务，但是在实验过程十分艰难，总是会出现许多的错误，深感书到用时方恨少。实验中遇到的问题通过翻看matlab书本，查找一些特殊的命令，了解实验中要用到的函数的使用方法以及它们的含义。参考文献：1 姚敏.数字图像处理.北京：机械工业出版社，2006.2 赵荣椿.数字图像处理导论.西安：西北工业大学出版社，1995.3 孙即祥.图像分析.北京：科学出版社，2005.4 吴国平.数字图像处理原理.武汉：中国地质大学出版社，2007.深入贯彻落实科学发展观和党的十七届五中全会，及全国、省、市纪委工作会议精神，坚持以人为本、执政为民理念，坚持标本兼治、综合治理、惩防并举、注重预防的方针，弘扬理论联系实际的马克思主义学风of accountability, redress of orders and prohibitions. Strengthening the honesty and self-discipline of leading cadres honesty in politics and education work, enhance leaders ability to resist第 5 页
