《实验一数字图像基本处理及灰度调整》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验一数字图像基本处理及灰度调整（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date实验一-数字图像基本处理及灰度调整_x0001_数字图像处理实验报告学生姓名王真颖学生学号L0902150101指导教师梁毅雄专业班级计算机科学与技术1501完成日期2017年10月30日计算机科学与技术系信息科学与工程学院-目 录实验一1一、实验目的1二、实验基本原理1三、实验内容与要求1四、实验结果与分析1实验总结2参考资料3实验一 数字图像基本操作及灰度调整一实
2、验目的1.掌握读、写图像的基本方法；2.掌握MATLAB语言中图像数据与信息的读取方法；3.理解图像灰度变换处理在图像增强的作用；4掌握绘制灰度直方图的方法，理解灰度直方图的灰度变换及均衡化的方法。二实验基本原理灰度变换灰度变换是图像增强的一种重要手段，它常用于改变图象的灰度范围及分布，是图象数字化及图象显示的重要工具。图像反转灰度级范围为0, L-1的图像反转可由下式获得对数运算：有时原图的动态范围太大，超出某些显示设备的允许动态范围，如直接使用原图，则一部分细节可能丢失。解决的方法是对原图进行灰度压缩，如对数变换：s = clog(1 + r)，c为常数，r 0幂次变换：对比拉伸：在实际应
3、用中,为了突出图像中感兴趣的研究对象，常常要求局部扩展拉伸某一范围的灰度值，或对不同范围的灰度值进行不同的拉伸处理，即分段线性拉伸：其对应的数学表达式为：直方图均衡化灰度直方图的横坐标是灰度级，纵坐标是该灰度级出现的频度，它是图像最基本的统计特征。依据定义，在离散形式下， 用rk代表离散灰度级，用pr(rk)代表pr(r)，并且有下式成立： 式中：nk为图像中出现rk级灰度的像素数，n是图像像素总数，而nk/n即为频数。直方图均衡化处理是以累积分布函数变换法为基础的直方图修正法。假定变换函数为 (a) Lena图像 (b) Lena图像的直方图图1-1 Lena图像及直方图当灰度级是离散值时，
4、可用频数近似代替概率值，即式中：l是灰度级的总数目，pr(rk)是取第k级灰度值的概率，nk是图像中出现第k级灰度的次数，n是图像中像素总数。所以积分可以表示为下列累计分布函数(cumulative distribution function, CDF) 三 实验内容与要求copy 若干个图形文件如forest.tif和b747.jpg到MATLAB目录下work文件夹中。1. 熟悉MATLAB语言中对图像数据读取，显示等基本函数。特别需要熟悉下列命令：熟悉imread()函数,imwrite()函数,size()函数 Subplot（）函数：Figure（）函数a.将MATLAB目录下wor
5、k文件夹中的forest.tif图像文件读出.用到imread，imfinfo等文件，观察一下图像数据，了解一下数字图像在MATLAB中的处理就是处理一个矩阵。将这个图像显示出来（用imshow）。尝试修改map颜色矩阵的值，再将图像显示出来，观察图像颜色的变化。b将MATLAB目录下work文件夹中的b747.jpg图像文件读出，用rgb2gray()将其转化为灰度图像，记为变量B；2图像灰度变换处理在图像增强的作用； 读入不同情况的图像，请自己编程和调用Matlab函数用常用灰度变换函数对输入图像进行灰度变换，比较相应的处理效果；3绘制图像灰度直方图的方法，对图像进行均衡化处理。 请自己编
6、程和调用Matlab函数完成如下实验。a.显示B的图像及灰度直方图，可以发现其灰度值集中在一段区域，用imadjust函数将它的灰度值调整到0，1之间，并观察调整后的图像与原图像的差别，调整后的灰度直方图与原灰度直方图的区别。b.对B进行直方图均衡化处理，试比较与源图的异同。c.对B进行如图所示的分段线形变换处理，试比较与直方图均衡化处理的异同。四实验结果与分析1. 熟悉MATLAB语言中对图像数据读取，显示等基本函数。a.将MATLAB目录下work文件夹中的forest.tif图像文件读出.对应源代码如下：I ,map = imread(forest.tif),Imshow(I,map)结
7、果如下图所示：图3-1尝试修改map颜色矩阵的值，再将图像显示出来，相关代码如下：I ,map = imread(forest.tif),Imshow(I,map/4)对应图像颜色的变化如下：图3-2Imfinfo函数的使用，显示图片相关信息,其对应源代码如下： imfinfo(forest.tif,tif)对应结果如下ans = Filename: forest.tif FileModDate: 04-Dec-2000 13:57:58 FileSize: 124888 Format: tif FormatVersion: Width: 447 Height: 301 BitDepth: 8
8、 ColorType: indexed FormatSignature: 73 73 42 0 ByteOrder: little-endian NewSubfileType: 0 BitsPerSample: 8 Compression: PackBits PhotometricInterpretation: RGB Palette StripOffsets: 17x1 double SamplesPerPixel: 1 RowsPerStrip: 18 StripByteCounts: 17x1 double XResolution: 72 YResolution: 72 Resoluti
9、onUnit: Inch Colormap: 256x3 double PlanarConfiguration: Chunky TileWidth: TileLength: TileOffsets: TileByteCounts: Orientation: 1 FillOrder: 1 GrayResponseUnit: 0.0100 MaxSampleValue: 255 MinSampleValue: 0 Thresholding: 1 ImageDescription: Carmanah Ancient Forest, British Columbia, Canadab将MATLAB目录
10、下work文件夹中的b747.jpg图像文件读出，用rgb2gray()将其转化为灰度图像，记为变量B，对应代码如下：I=imread(b747.jpg),Imshow(B);B = rgb2gray(I)对应结果如下：图3-3结果分析：观察了图像数据了解一下数字图像在MATLAB中的处理就是处理一个矩阵rgb2gray()将真彩色图像转换成灰度图像或者将彩色色图转换成灰度色图2图像灰度变换处理在图像增强的作用，对应源代码如下：figure;subplot(2,3,1);I=imread(b747.jpg);I=im2double(I);imshow(I);title(图像3); subplo
11、t(2,3,5);r=0:0.001:1;s=r0.35.*r*0.3+r=0.35.*(0.105+2.6333*(r-0.35)+r0.65.*(1+0.3*(r-1);plot(r,s);title(2p,);subplot(2,3,2);T1=I0.35.*I*0.3+I=0.35.*(0.105+2.6333*(I-0.35)+I0.65.*(1+0.3*(I-1);imshow(T1);title(2I,);subplot(2,3,6);r=0:0.001:1;s=r=0.2*0.6+r0.4.*r+r0.2.*r;plot(r,s);title(6p,);subplot(2,3,
12、3);T6=I=0.2*0.6+I0.4.*I+I0.2.*I;imshow(T6);title(6I,);对应结果如下：图3-4结果分析：rgb2gray ( ) 将真彩色图像转换成灰度图像或者将彩色色图转换成灰度色图im2bw（）通过设定亮度将阈值灰度、真彩、索引图像转换为二值图像rgb2hsv（）实现RGB颜色空间到HSV颜色空间变换的函数3绘制图像灰度直方图的方法，对图像进行均衡化处理。显示B的图像及灰度直方图，对应源代码如下：I=imread(b747.jpg),B = rgb2gray(I),subplot(2,2,1),imshow(B),subplot(2,2,2),imhist(B)对应结果如下： 图3-5用imadjust函数将它的灰度值
