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1、基础强化训练设计报告 题 目：二维灰度图象的统计分析及 FFT 变换处理 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 武汉理工大学信息工程学院 2010 年 7 月 17 日 学 号 武汉理工大学基础强化训练报告 基础强化训练设计任务书基础强化训练设计任务书 学生姓名： 学生姓名： 专业班级： 专业班级： 指导教师： 指导教师： 工作单位： 工作单位： 信息工程学院 题 目: 题 目: 二维灰度图象的统计分析及 FFT 变换处理 课程设计目的：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。
2、 课程设计内容和要求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； 采用FFT（傅立叶变换）对图像进行分析 初始条件：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：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 日指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 武汉理工大学基础强化训练报
3、告 I 目 录目 录 摘 要.1 Abstract.2 1 数据采集.3 1.1 图像的选取.3 1.2 MATLAB 读取方法 .4 1.2.1 编辑 M 文件.4 1.2.2 图像的读取.4 1.2.3 查看图像的格式 .5 1.2.4 灰度值的获取.6 2 数据统计处理.7 2.1 均值计算.7 2.1.1 原理介绍.7 2.1.2 仿真结果.7 2.2 标准差计算.8 2.2.1 原理介绍.8 2.2.2 仿真结果.8 2.3 方差计算.9 2.3.1 原理介绍.9 2.3.2 仿真结果.9 2.4 绘制灰度直方图 .9 2.4.1 直方图定义 .9 2.4.1 直方图的绘制 .10
4、3 快速傅立叶变换（FFT）.10 3.1 原理介绍.11 3.2 仿真结果.12 4 总结和心得.13 参考文献.14 武汉理工大学基础强化训练报告 0 摘 要 数字图像处理是一门新兴的综合性学科，它在交通、通信、工业、军事、医 学、遥感等多领域被广泛应用。伴随着计算机技术的发展，图像处理的应用领域 还在不断扩大。图像处理工程可分为图像处理、图像分析和图像理解三个层次, 图像处理是比较低层的操作，它主要在图像的像素级上进行处理，而且处理的数 据非常庞大，需要用到大量的工程数学知识。 Matlab 集数值计算、 符号运算及图形处理等强大功能于一体， 是当今国际上 公认的最优秀的科技应用软件之一
5、。它编写简单，具有强大的科学计算能力、可 视化功能和开放式可扩展环境，因此在图像处理领域得到了广泛的应用。 本次练习就是 Matlab 环境下的一些最基本的图像处理操作，如图像的读取、 显示、直方图统计、图像增强、傅里叶变换等处理，为将来迅速进入图像处理应 用领域打下基础。 武汉理工大学基础强化训练报告 1 Abstract Digital image processing is a new comprehensive subject which has been widely used in many fields like transportation, communications, i
6、ndustrial, military, medical, remote sensing.With the development of computer technology, image processing applications is still expanding.Image processing projects can be divided into three levels,image processing, image analysis and image understanding.Image processing operations are considered re
7、latively low-level. It is mainly used on the pixel level and it handles very large data.So it needs to use a lot of engineering mathematics. Matlab is good at numerical calculations, symbolic manipulation and graphics processing. It is internationally recognized as the best application of technology
8、 today.It can be used for programming with its powerful scientific computing, visualization and open extensible environment.Therefore it has been widely used in image processing. We will do the most basic image processing operations under the Matlab environment, such as image reading, displaying,his
9、togram statistics,image enhancement and Fourier transform processing.This practice can help us prepare for do image processing quickly in the future. 武汉理工大学基础强化训练报告 2 1 数据采集 Matlab 软件的图像采集工具箱提供了大量的函数用于采集图像和视频信号， 该工具箱支持的硬件设备包括工业标准的 PC 图像采集卡和相应的设备。所支持 的硬件包括：Matrox 和 Data Translation 公司提供的视频采集设备，同时还支持
10、Windows 平台下支持 USB 视频摄像头等设备。 Matlab 可以支持很多很多图片的文件格式， 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） 。这里我们主要是 用到图像的读取。 1.1 图像的选取 目前我们刚接触图像的处理，为了便于学习和降低难度，根据训练要求，我 们采集一幅像素略大于 64*64 黑白图像如下： 图 1.1 选取的图片 武汉理工大学基础强化训练报告 3 1.2 MATLAB 读取方法 1.2.1 编辑 M 文件 打开
11、Matlab 软件，在 File 下选择 NewM-File 便可以编辑 M 文件。M 文件 分为脚本式和函数式，我们可以利用 M 文件实现自己的算法即可以建立自己的 函数工具箱。例如读取图像我们可以编辑一个 read.m 的文件来实现读取图像的 功能。在以后的处理过程中我们几乎每部分都要建立 M 文件，到时将具体列出 其内容。 1.2.2 图像的读取 imread 函数用于读入各种图象文件，其一般的用法为： 利用函数 imread()可完成图形图像文件的读取，语法： A=imread(filename,fmt) fmt 为图象的格式，filename 为读取的图象文件（可以加上文件的路径）
12、。通 常，读取的大多数图像均为 8bit，当这些图像加载到内存中时，Matlab 就将其存 放在类 uint8 中。 例如本次练习中： I = imread（tree.jpg ）;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。 具体操作如下： 将所要处理的图片存在 D:matlabwork 里， 若要将图片 “tree.jpg”写入 Matlab 中。需要先打开运行 Matlab，然后在 File 里面新建 M-File 文件，再将读取图片 M 文件 read.m 的程序如下： I= imread (tree.jpg); figure imshow(I); title(西院的老树); 在 Matlab 的 command windo
