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1、数字图像处理实验报告学院：信息工程学院专业：电子信息工程 学号： 姓名： 2015年6月18日目 录实验一 图像的读取、存储和显示2 实验二 图像直方图分析6 实验三 图像的滤波及增强15 实验四 噪声图像的复原19 实验五 图像的分割与边缘提取23 附录1 MATLAB简介27 实验一 图像的读取、存储和显示一、实验目的与要求1熟悉及掌握在MATLAB中能够处理哪些格式图像。2熟练掌握在MATLAB中如何读取图像。3掌握如何利用MATLAB来获取图像的大小、颜色、高度、宽度等等相关信息。4掌握如何在MATLAB中按照指定要求存储一幅图像的方法。5图像的显示。二、实验原理一幅图像可以被定义为一
2、个二维函数f(x,y),其中x和y是空间(平面)坐标，f 在任何坐标处(x,y)处的振幅称为图像在该点的亮度。灰度是用来表示黑白图像亮度的一个术语，而彩色图像是由单个二维图像组合形成的。例如，在RGB彩色系统中，一幅彩色图像是由三幅独立的分量图像(红、绿、蓝)组成的。因此，许多为黑白图像处理开发的技术适用于彩色图像处理，方法是分别处理三副独立的分量图像即可。图像关于x和y坐标以及振幅连续。要将这样的一幅图像转化为数字形式，就要求数字化坐标和振幅。将坐标值数字化成为取样；将振幅数字化成为量化。采样和量化的过程如图1所示。因此，当f的x、y分量和振幅都是有限且离散的量时，称该图像为数字图像。三、实
3、验设备(1) PC计算机(2) MatLab软件/语言包括图像处理工具箱(Image Processing Toolbox) (3) 实验所需要的图片 四、实验内容及步骤1利用imread( )函数读取一幅图像，假设其名为flower.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；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flower.jpg语法：imwrite(原图像，新图像，quality,q
4、), 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flower.bmp。7用imread()读入图像：Lenna.jpg 和camema.jpg；8用imfinfo()获取图像Lenna.jpg和camema.jpg 的大小；9用figure,imshow()分别将Lenna.jpg和camema.jpg显示出来，观察两幅图像的质量。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。11.将每一步的函数执行语句拷贝下来，写入实验报告，并且将得到第3、9、10步得到的图像效果拷贝下来。五、实验源程序c
5、lc;clear;close all; I=imread(D:pictureflower.tif);% 读入原图像,tif格式whos I ; % 显示图像I的基本信息imfinfo (D:pictureflower.tif); imwrite(I,D:pictureflower.jpg,quality,50); imwrite(I,D:pictureflower.bmp); % 以位图（BMP）的格式存储图像g=im2bw(I); % 将图像转为二值图像imwrite(g,D:pictureflower1.tif);subplot(2,2,1),imshow(I),title(原图(tif格
6、式);subplot(2,2,2),imshow(D:pictureflower.jpg),title(压缩图(jpg格式);subplot(2,2,3),imshow(D:pictureflower.bmp),title(位图(BMP格式);subplot(2,2,4),imshow(g),title(二值图);六、实验结果7、 实验心得 通过本次实验可以熟练的运用MATLAB编程软件。 实验二 图像直方图分析一实验目的1了解MATLAB的操作环境和基本功能。2掌握MATLAB中图像增强与平滑的函数的使用方法。3加深理解图像增强与平滑的算法原理。二、实验内容（一）研究以下程序，分析程序功能；
7、输入执行各命令行，认真观察命令执行的结果。熟悉程序中所使用函数的调用方法，改变有关参数，观察试验结果。（可将每段程序保存为一个.m文件）1直方图均衡化2直接灰度变换3空域平滑滤波（模糊、去噪）4空域锐化滤波（二）采用MATLAB底层函数编程实现1灰度变换之动态范围扩展假定原图像f(x, y)的灰度范围为a, b，希望变换后图像 g(x, y)的灰度范围扩展至c, d，则线性变换可表示为： 用MATLAB底层函数编程实现上述变换函数。观察图像 pout.tif的灰度直方图，选择合适的参数a, b、c, d对图像pout.tif进行灰度变换，以获得满意的视觉效果。2非锐化掩蔽和高斯滤波从原图像中减
8、去其非锐化（平滑过的）图像的过程称为非锐化掩蔽，其基本步骤为：对原图像进行平滑滤波得到模糊图像；从原图像中减去模糊图像，产生的差值图像称为模板；将模板加到原图像上，得到锐化后的图像。 即，用MATLAB函数编程实现上述功能。三、实验设备与软件 1计算机；2MATLAB6.5及以上；四、实验源程序(一)1直方图均衡化clc;clear all; close all I=imread(pout.tif); subplot(2,3,1);imshow(I);title(原图);subplot(2,3,2);imhist(I); % 显示原图的直方图title(原图的直方图);I2,T=histeq(
9、I); %原图进行均衡化subplot(2,3,3);imshow(I2); %显示均衡化后图 title(均衡化后的图);subplot(2,3,4);imhist(I2); %显示原图均衡化后的直方图title(原图均衡化后的直方图);subplot(2,3,5);plot(0:255)/255,T); % 绘制均衡化函数图title(均衡化函数图);imwrite(I2, D:picture1pout.png); imfinfo(D:picture1pout.png)%显示写入图的信息2直接灰度变换clc;clear all; close allI=imread(cameraman.ti
10、f);subplot(2,3,1),imshow(I),title(原图(cameraman);J=imadjust(I,0 0.2,0.5 1);subplot(2,3,2),imshow(J),title(图cameraman调整灰度值后的图 );X,MAP = imread(forest.tif);%X为图像数据矩阵，MAP为颜色表数据矩阵subplot(2,3,3),imshow(X,MAP),title(原图(forest);I2=ind2gray(X,MAP);J2=imadjust(I2,0.5);J3=imadjust(I2,1.5);subplot(2,3,4),imshow
11、(I2),title(forest的灰度图);subplot(2,3,5),imshow(J2),title(forest调整图像灰度值后明亮输出的图);subplot(2,3,6),imshow(J3),title(forest调整图像灰度值后灰暗输出的图);3空域平滑滤波（模糊、去噪）clc;clear all; close allI=imread(eight.tif);h1=ones(3,3)/9;h2=ones(5,5)/25;I1=imfilter(I,h1);%用3*3的方阵（元素值为0.11）过滤原图I2=imfilter(I,h2);%用5*5的方阵（元素值为0.04）过滤原图
12、figure(1);subplot(2,2,1),imshow(I), title(原图);subplot(2,2,2),imshow(I1),title(用3*3的方阵（元素值为0.11）过滤原图);subplot(2,2,3),imshow(I2),title(用5*5的方阵（元素值为0.04）过滤原图);J1=imnoise(I,gaussian,0,0.005);% 加入高斯（Gaussian）噪声J2=imnoise(I,salt & pepper,0.02);% 加入椒盐噪声K1 = imfilter(J1,fspecial(average,3);% 对J1进行平均值平滑滤波K2
13、= imfilter(J2,fspecial(average,3);% 对J2进行平均值平滑滤波figure(2);subplot(2,2,1), imshow(J1),title(加入高斯噪声);subplot(2,2,2), imshow(J2),title(加入椒盐噪声 );subplot(2,2,3), imshow(K1),title(对加入高斯噪声的图进行平均值平滑滤波);subplot(2,2,4), imshow(K2),title(对加入椒盐噪声的图进行平均值平滑滤波);K3 = medfilt2(J1,3 3);% 对J1进行中值滤波K4 = medfilt2(J2,3 3);% 对J2进行中值滤波figure(3);subplot(2,2,1), imshow(J1),title(加入高斯噪声);subplot(2,2,2), imshow(J2),title(加入椒盐噪声 );subplot(2,2,3), imshow(K3),title(对加入高斯噪声的图进行中值滤波);subplot(2,2,4), imshow(K4),title(对加入椒盐噪声的图进行中值滤波);4空域锐化滤波clc;clear all
