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1、基础强化训练报告基础强化训练设计报告 题 目：二维灰度图象的统计分析及DCT变换处理 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 信息工程学院 2010 年 7 月 9 日基础强化训练设计任务书学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 信息工程学院 题 目: 二维灰度图象的统计分析及DCT变换处理课程设计目的： 较全面了解常用的数据分析与处理原理及方法； 能够运用相关软件进行模拟分析； 掌握基本的文献检索和文献阅读的方法； 提高正确地撰写论文的基本能力。课程设计内容和要求 采集一幅像素大于64*64黑白图像； 常规的数学统计数据处理：计算图象各象素点灰度值得均值、标准差、方差，并绘出灰度直方图；
2、 采用DCT（离散余弦变化）对图像进行分析初始条件： MATLAB软件。 数字信号处理与图像处理基础知识。时间安排：第18周周一：安排任务1920周：仿真设计（鉴主13楼计算机实验室）第20周周六：完成（答辩，提交报告，演示） 指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日Whut基础强化训练报告摘 要 MATLAB为三大数学软件之一，在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测等领域。 特别是在图像处理方面，MATLAB的图像处理和分析工具箱支持索引
3、图像、RGB图像、灰度图像、二进制图像，并能操作*.bmp、*.jpg、*.tif等多种图像格式文件，这充分体现了MATLAB图像处理和分析中的优越性。 本次基础强化训练，就是在MATLAB环境下进行一些基本的图像处理操作，如读取图像、查看图像信息和格式和获取图像的灰度值等等；并通过实验掌握数据统计处理和灰度直方图描绘的方法，加强运用MATLAB进行图像变换的能力。AbstractAs one of the three mathematical software MATLAB in numerical fields. MATLAB for matrix computation, can dra
4、w function and data, the algorithm, connect to other programming language program, etc., mainly applied in engineering design, calculation, the control signal processing and communication, image processing and signal detection, etc. Especially in the image processing, image processing and analysis o
5、f the MATLAB support thumbnail images toolbox, RGB images, gray image, the binary image, and can operate * BMP, JPG, * * tif files, etc. Various image formats that fully reflects the MATLAB image processing and analysis of the advantages.This is based on Matlab, strengthen training under the environ
6、ment of some of the most basic image processing, image, such as reading, writing and image information to image formats, size and gray telescopic; etc. And through the experiment mastery of image histograms depicts method, deepen the understanding of histogram equalization algorithm.目 录摘 要IAbstractI
7、I1 数据采集11.1 图像的选取11.2 MATLAB读取方法11.2.1 编辑M文件11.2.2 图像的读取11.2.3查看图像的格式31.2.4 灰度值的获取42 数据统计处理52.1 均值计算52.1.1 原理介绍52.1.2 仿真结果52.2 标准差计算62.3 方差计算62.4灰度直方图的绘制63 离散余弦变换83.1 原理介绍83.2 仿真结果84 总结（心得体会）115参考文献12III 、基础强化训练报告1 数据采集MATLAB提供专用函数从图像格式的文件中读写图像数据，这种方法不需要编写复杂的代码，只需要简单地利用MATLAB提供的函数即可。 MATLAB可以支持很多很多图
8、片的文件格式，例如cur、bmp、hdf、ico、jpg、tif、gif、pcx等。用于读写图像数据的函数有imread（从图像格式的文件中读取数据）和imwrite（将数据写入图像格式的文件）。1.1 图像的选取所选取的图片来源于自己的图片收藏，名称为“001.Jpg”，彩色图片。 图1 原始图片1.2 MATLAB读取方法1.2.1 编辑M文件打开运行MATLAB，然后在File里面新建M-File文件，输入程序即可。1.2.2 图像的读取利用函数imread函数实现图像文件的读取，然后运用imshow函数显示图像。如果采集图像为彩色图像，可以先将彩色图像转换为灰度图像，再进行计算分析。操
9、作程序如下图2所示，将work里的图片“001.jpg”写入MATLAB中。 图2 图像的读取、转换及显示程序在command window窗口运行此M文件。如果运行之后在MATLAB主页面里显示有错误的话就需要重新回到M-File的页面里面对程序进行修改然后才可以运行；如果运行之后在MATLAB主页面里面没有错误显示就可以看到如图3和图4显示的结果。 图3 原始图片 图4 灰度图片1.2.3查看图像的格式MATLAB中可以使用imfinfo函数查看文件信息，其调用格式为：info=imfinfo（filename），如下图5所示。得到的图像信息如下图7所示。 图5 查看图像格式的程序图6 图
10、像信息1.2.4 灰度值的获取灰度值的获取可以通过imread函数读图，然后再双击workspace中的i项，在弹出的Array editor中就可以看到灰度值矩阵了。 图7 灰度值矩阵2 数据统计处理由于在应用图片的方面，对图像各项参数的要求不同，所以要对图片进行适当的数据处理，来考察图片的不同参数。均值，标准差，方差就是图像的一些相关的参数，可以用作对图片的质量来做评价。2.1 均值计算均值是像素的灰度平均值，它反映了图像的平均亮度，如果均值适中，则目视效果良好。2.1.1 原理介绍这里对图像的灰度平均值计算用的函数是mean2，其格式是mean2（），括号里面就是待处理待分析的信号。由于
11、均值反映了图像的平均亮度，所以这个指标是非常重要的。下面为具体计算图像均值的程序，如图8所示。 图8 图像均值的计算程序2.1.2 仿真结果运行以上的程序以后，如果程序有错误的话，会在MATLAB的主页面里显示出来；如果没有错误，就可以在MATLAB的主页面查看显示的结果。上图程序运行的结果如下图9所示。 图9 图像均值的计算结果2.2 标准差计算标准差作为衡量图像信息量的重量指标，反映了灰度偏离灰度均值的程度，标准差越大，则灰度级分布越分散，图像中所有灰度级出现的概率越趋于相等，则包含的信息越趋于最大。这里对图像的标准差计算用的函数是std2，其格式是std2（），括号里面就是待处理待分析的
12、信号。如下图10为图像标准差的计算程序及结果。 图10 图像标准差的计算程序及结果2.3 方差计算方差，即标准差的平方。它也是考察图像质量的一种重要参数。这里对图像方差的计算如图11所示，在求标准差的基础上，方差是标准差的平方。 图11 图像方差的计算程序及结果2.4灰度直方图的绘制直方图是一个显示灰度或索引图像亮度分布情况的图表，它是图像分析中用来说明图像灰度分布的图形。直方图的每一个分支表示对应灰度级出现的频数（处于该灰度级的像素的数目）间的统计关系，用横坐标表示灰度级，纵坐标表示频数（或相对频数=频数/总像素数目）。这里对图像的直方图的绘制用的函数是imhist，如下图12所示为绘制图像灰度直方图的程序。 图12 绘制图像的灰度直方图的程序以上程序运行的结果如下图13所示。图13 图像的灰度直方图3 离散余弦变换图像变换是将图像从空间（2D平面）变换到频域。变幻的目的是根据图像在变换域中的某些性质对其进行处理。傅立叶变换是最常用的变换方式，用它可以完成图像分析、图像增强
