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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划实验二,视频图象处理-色彩空间变换,实验报告实验实验名称：图像处理姓名：刘强班级：电信学号：报告1102实验一图像变换实验图像点运算、几何变换及正交变换一、实验条件PC机数字图像处理实验教学软件大量样图二、实验目的1、学习使用“数字图像处理实验教学软件系统”，能够进行图像处理方面的简单操作；2、熟悉图像点运算、几何变换及正交变换的基本原理，了解编程实现的具体步骤；3、观察图像的灰度直方图，明确直方图的作用和意义；4、观察图像点运算和几何变换的结果，比较不同参数条件下的变换效果；5、观
2、察图像正交变换的结果，明确图像的空间频率分布情况。三、实验原理1、图像灰度直方图、点运算和几何变换的基本原理及编程实现步骤图像灰度直方图是数字图像处理中一个最简单、最有用的工具，它描述了一幅图像的灰度分布情况，为图像的相关处理操作提供了基本信息。图像点运算是一种简单而重要的处理技术，它能让用户改变图像数据占据的灰度范围。点运算可以看作是“从象素到象素”的复制操作，而这种复制操作是通过灰度变换函数实现的。如果输入图像为A(x,y)，输出图像为B(x,y)，则点运算可以表示为：B(x,y)fA(x,y)其中f(x)被称为灰度变换函数，它描述了输入灰度值和输出灰度值之间的转换关系。一旦灰度变换函数确
3、定，该点运算就完全确定下来了。另外，点运算处理将改变图像的灰度直方图分布。点运算又被称为对比度增强、对比度拉伸或灰度变换。点运算一般包括灰度的线性变换、阈值变换、窗口变换、灰度拉伸和均衡等。图像几何变换是图像的一种基本变换，通常包括图像镜像变换、图像转置、图像平移、图像缩放和图像旋转等，其理论基础主要是一些矩阵运算，详细原理可以参考有关书籍。实验系统提供了图像灰度直方图、点运算和几何变换相关内容的文字说明，用户在操作过程中可以参考。下面以图像点运算中的阈值变换为例给出编程实现的程序流程图，如下：2、图像正交变换的基本原理及编程实现步骤数字图像的处理方法主要有空域法和频域法，点运算和几何变换属于
4、空域法。频域法是将图像变换到频域后再进行处理，一般采用的变换方式是线性的正交变换，主要包括傅立叶变换、离散余弦变换、沃尔什变换、霍特林变换和小波变换等。正交变换被广泛应用于图像特征提取、图像增强、图像复原、图像压缩和图像识别等领域。正交变换实验的重点是快速傅立叶变换，其原理过于复杂，可以参考有关书籍，这里不再赘述。至于FFT的编程实现，系统采用的方法是：首先编制一个一维FFT程序模块，然后调用该模块对图像数据的列进行一维FFT，再对行进行一维FFT，最后计算并显示幅度谱。程序流程图如下：四、实验内容图像灰度直方图点运算：图像反色、灰度线性变换、阈值变换、窗口变换、灰度拉伸和灰度均衡几何变换：图
5、像镜像变换、图像转置、图像平移、图像缩放和图像旋转正交变换：傅立叶变换、离散余弦变换、沃尔什变换、霍特林变换和小波正反变换注意：1、所有实验项目均针对8位BMP灰度图像进行处理，其它格式的图像可以利用系统提供的图像格式转换工具进行转换，再进行处理；2、本次实验的重点是图像的灰度直方图和点运算，几何变换和正交变换只作一般性了解。五、实验步骤以图像灰度阈值变换为例说明实验的具体步骤，其它实验项目的步骤与此类似。1、打开计算机，在系统桌面上双击“数字图像处理实验教学软件系统”的可执行文件“图象处理”的图标，进入实验系统；2、执行文件打开，在OPEN对话框中选择待处理的图像，按【OK】后系统显示出图像
6、；3、执行查看图像基本信息，将显示图像基本信息对话框，如图所示；4、执行查看灰度直方图，查看图像的灰度直方图，如图所示；5、执行图像变换正交变换傅立叶变换，查看图像的频率域分布情况，如图所示；实验二、图像几何变换一、实验目的1、结合实例学习如何在视频显示程序中增加图像处理算法；2、理解和掌握图像的平移、垂直镜像变换、水平镜像变换、缩放和旋转的原理和应用。二、实验原理1、初始坐标为的点经过平移，坐标变为，?x?x?x0?y?y?y0两点之间的关系为：?，以矩阵形式表示为：?x?10x0?x?y?y?01y0?1?1?1?002、图像的镜像变换是以图象垂直中轴线或水平中轴线交换图像的变换，分为垂直
7、镜像变换和水平镜像变换，两者的矩阵形式分别为：?x?100?x?y?0?y?10?01?1?0?1?0?x?x?10?y?0-10?y?1?1?00?1?3、图像缩小和放大变换矩阵相同：?x?Sx00?x?y?0S0?y?y?1?1?00?1?当Sx?1,Sy?1时，图像缩小；Sx?1,Sy?1时，图像放大。4、图像旋转定义为以图像中某一点为原点以逆时针或顺时针方向旋转一定角度。其变换矩阵为：sin?0?x?x?cos?y?sin?cos?0?y?01?1?0?1?该变换矩阵是绕坐标轴原点进行的，如果是绕一个指定点旋转，则现要将坐标系平移到该点，进行旋转，然后再平移回到新的坐标原点。三、实验步
8、骤1、启动MATLAB程序，对图像文件分别进行生成、失真和校正。观察处理结果。2、记录和整理实验报告。四、实验仪器1、计算机；2、MATLAB程序；3、SEED-DTK_CPM642实验箱4、记录用的笔、纸。五、实验报告内容1、叙述实验过程；affine变换f=checkerboard(24);figure(1);imshow(f);s=;theta=pi/6;T=s*cos(theta)s*sin(theta)0;-s*sin(theta)s*cos(theta)0;001;tform=maketform(affine,T);g1=imtransform(f,tform,nearest);f
9、igure(2);imshow(g1);g2=imtransform(f,tform);figure(3);imshow(g2);g3=imtransform(f,tform,FillValue,);figure(4);imshow(g3);I=checkerboard;J=imrotate(I,30);base_points=1111;4171;input_points=1444;7081;cpselect(J,I,input_points,base_points);input_points,base_pointsinput_points=base_points=tform=cp2tform
10、(input_points,base_points,projective);qp=imtransform(J,tform,XData,1256,YData,1256);figure(3);imshow(qp);2、提交实验的原始图像和结果图像。原始图像最近邻差值变换双线性插值变换修改左图的背景色为灰色六、思考题1、改变水平和垂直的偏移量，观察显示？答：图像不发生改变。2、改变缩放比例，看看效果如何？答：图像可能变大，也可能变小。3、改变旋转角度，显示效果会怎么样？答：图像会一起旋转。数字图像处理实验报告学院：理学院班级：电科11-2班姓名：张明玉学号：XX时间：XX年10月17日实验二：数字图
11、像的空间域滤波平滑滤波1实验目的1.掌握图像滤波的基本定义及目的。2.理解空间域滤波的基本原理及方法。3.掌握进行图像的空域滤波的方法。2实验基本原理1.空间域增强空间域滤波是在图像空间中借助模板对图像进行领域操作，处理图像每一个像素的取值都是根据模板对输入像素相应领域内的像素值进行计算得到的。空域滤波基本上是让图像在频域空间内某个范围的分量受到抑制，同时保证其他分量不变，从而改变输出图像的频率分布，达到增强图像的目的。空域滤波一般分为线性滤波和非线性滤波两类。线性滤波器的设计常基于对傅立叶变换的分析，非线性空域滤波器则一般直接对领域进行操作。各种空域滤波器根据功能主要分为平滑滤波器和锐化滤波
12、器。平滑可用低通来实现，平滑的目的可分为两类：一类是模糊，目的是在提取较大的目标前去除太小的细节或将目标内的小肩端连接起来；另一类是消除噪声。锐化可用高通滤波来实现，锐化的目的是为了增强被模糊的细节。结合这两种分类方法，可将空间滤波增强分为四类：线性平滑滤波器非线性平滑滤波器空间滤波器都是基于模板卷积，其主要工作步骤是：1)将模板在图中移动，并将模板中心与图中某个像素位置重合；2)将模板上的系数与模板下对应的像素相乘；3)将所有乘积相加；4)将和赋给图中对应模板中心位置的像素。2.平滑滤波器1)线性平滑滤波器线性低通平滑滤波器也称为均值滤波器，这种滤波器的所有系数都是正数，对33的模板来说，最
13、简单的是取所有系数为1，为了保持输出图像任然在原来图像的灰度值范围内，模板与象素邻域的乘积都要除以9。MATLAB提供了fspecial函数生成滤波时所用的模板，并提供filter2函数用指定的滤波器模板对图像进行运算。函数fspecial的语法格式为：h=fspecial(type);h=fspecial(type,parameters);其中参数type指定滤波器的种类，parameters是与滤波器种类有关的具体参数。表MATLAB中预定义的滤波器种类MATLAB提供了一个函数imnoise来给图像增添噪声，其语法格式为：J=imnoise(I,type);J=imnoise(I,typ
14、e,parameters);参数type指定噪声的种类，parameters是与噪声种类有关的具体参数。参数的种类见表。表噪声种类及参数说明2)非线性平滑滤波器中值滤波器是一种常用的非线性平滑滤波器，其滤波原理与均值滤波器方法类似，是把领域中的图像的象素按灰度级进行排序，然后选择改组的中间值作为输出像素值。MATLAB提供了medfilt2函数来实现中值滤波，其语法格式为：B=medfilt2(A,mn);B=medfilt2(A);其中，A是原图象，B是中值滤波后输出的图像。mn指定滤波模板的大小，默认模板为33。3实验内容与要求1.1)2)3)4)平滑空间滤波：读出一幅图像，给这幅图像分别加入椒盐噪声和高斯噪声。对加入噪声图像选用matlab平滑模板做运算。设计均值滤波器，将加有噪声的图像进行均值滤波，显示处理后的图像。设计中值滤波
