PAGEPAGE2《數(shù)字圖像處理》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書前言?本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書可作為電子信息工程、通信工程、生物醫(yī)學(xué)工程等專業(yè)《數(shù)字圖像處理》課程的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書共供應(yīng)了6個(gè)實(shí)驗(yàn)，要求在VB環(huán)境下實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)名稱與學(xué)時(shí)支配詳見下表。實(shí)驗(yàn)名稱與學(xué)時(shí)支配表序號章目名稱學(xué)時(shí)安排1圖象的讀取保存及圖像的二值化處理22FＴ變換以及ＦFT23DCT變換以及ＦＤCＴ變換2４簡潔增強(qiáng)技術(shù)和直方圖均衡2５空域和頻域?yàn)V波2６閾值分割和邊緣檢測分割2合計(jì)12實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本要求:?1、在實(shí)驗(yàn)前，認(rèn)真籌備，熟識和掌握相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基本算法和程序設(shè)計(jì)技術(shù)。?2、依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，按時(shí)認(rèn)真完成各實(shí)驗(yàn)的上機(jī)操作。?３、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,要準(zhǔn)時(shí)提交經(jīng)調(diào)試正確的程序源代碼、生成的可執(zhí)行文件、實(shí)驗(yàn)報(bào)告書等文檔. ??實(shí)驗(yàn)一圖象的讀取保存及圖像的二值化處理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟識《數(shù)字圖像處理》的實(shí)驗(yàn)平臺.2、了解VB對圖像進(jìn)行處理的基本方法.3、熟識彩色圖像變成灰度圖象以及灰度圖像轉(zhuǎn)換成二值圖像的基本原理及處理過程。二、實(shí)驗(yàn)籌備１、復(fù)習(xí)彩色圖像變成灰度圖象以及灰度圖像的二值化處理的基本原理。2、閱讀下列內(nèi)容,了解ＶB對圖像進(jìn)行處理的基本方法。(1)讀取圖像通過掃描儀、攝像機(jī)等輸入計(jì)算機(jī)以．bmｐ、。ｉco或。ｗｍｆ存儲(chǔ)的圖像文件，可用ＬoadＰｉcｔuｒｅ函數(shù)把圖像文件裝入窗體、圖片框或圖像框中，例如：picture1。picturｅ=loａｄpｉcture(“ｃ:＼imaｇｅ\fｌowｅr.bmp")可以把路徑為c:＼ｉｍage\flｏwｅr。bmp的圖像文件裝入圖片框pｉcｔuｒe1中.為了使圖片框的大小與圖像相匹配，應(yīng)將圖片框的autｏsizｅ屬性設(shè)置為True。(２）用Pｏｉnt方法獵取彩色圖像的顏色值Ｐoint方法的功能是獵取圖像上指定像素的顏色值.格式為：Ｏbｊeｃt．Ｐｏint(x,y)其中,Ｏbjｅct表示獵取顏色的對象名,(x，ｙ)為取得顏色的坐標(biāo)位置.Ｐoint方法將指定位置的像素的顏色值返回一個(gè)長整形數(shù).例如,求圖片框picｔure1中圖像在位置(ｘ，y）的像素顏色值（cｏｌ）時(shí)，可寫為：ｄimcolaｓlongcｏl=picｔｕrｅ1。Ｐoｉnt（x，y）(３）用Psｅt方法畫點(diǎn)Ｐset方法的功能是在指定的位置畫一個(gè)指定顏色的點(diǎn)。格式如下:Ｏbjｅｃt.Psｅt(x，y）,〈顏色＞各部分的意義說明如下：Ｏｂjecｔ—-對象名，可以為窗體、圖片框或打印機(jī)。Ｐset——方法名。(x,y）—-畫點(diǎn)的坐標(biāo)位置，該坐標(biāo)值以所給對象為參考點(diǎn)。〈顏色〉-—所畫點(diǎn)的顏色，其取值為Ｒｇb函數(shù)或ＱBＣoｌor函數(shù)的函數(shù)值。Rｇb函數(shù)一般格式如下:Rgb（ｒ，ｇ，b）其中r、g、ｂ分別代表紅、綠、藍(lán)，每個(gè)參數(shù)的取值為0～255,０表示亮度最低,25５表示亮度最高。如果只有一個(gè)參數(shù)取值大于0，其他參數(shù)為０，就表示只有這一種顏色。如Rgｂ(２55，0，0）結(jié)果為亮紅色.又如Rgb（２55,25５，０)是亮紅色與亮綠色的混合色，結(jié)果是亮黃色.下表中給出了Rｇb函數(shù)中部分參數(shù)及結(jié)果。QBＣolor函數(shù)一般格式如下:QBCｏlｏr(參數(shù))其中參數(shù)取值為０~15之間,每一個(gè)數(shù)值代表一種顏色。簡略可參見下表。?（4）彩色位圖顏色值分解VB中供應(yīng)了兩個(gè)顏色函數(shù)：QBCｏｌor函數(shù)和RGB函數(shù)。其中，ＱBColoｒ函數(shù)能夠返回一個(gè)Lｏｎg型值，用來表示所對應(yīng)顏色值的RGＢ顏色碼。像素顏色值是一個(gè)長整形數(shù)值,占用4個(gè)字節(jié),最高位字節(jié)為0,其他３個(gè)低位字節(jié)依次為R、G、B重量,值為０～25５.兩者的語法格式如下:QBCoｌor（ｃｏｌor)；RGＢ（rｅd,ｇreeｎ,bluｅ）其中,從col分解出R、G、B重量的算法為col=Ｐictuｒe1．Ｐoinｔ（ｘ，y）R=colanｄ＆hfｆＧ=(colanｄ＆hff００)／256B=(ｃolaｎd&hfｆ000０）／（２5６＊256）下表為不同顏色時(shí)兩個(gè)函數(shù)對應(yīng)的參數(shù)值：QBColor參數(shù)Rgb參數(shù)顏色00,０，０黑10，０，128籃20，128,0綠30,１２8,12８青４1２8,0,0紅５128，０，１2８品紅６１２8,128,0黃7192,１９２,1９２白8１28,1２8，128灰９0，0,2５5亮藍(lán)100,255,0亮綠110，２55,25５亮青1２2５５，0，0亮紅１3255,0,2５5亮品紅14２55,2５5，0亮黃１52５5,2５5，255亮白三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求?１、用多種方法可編程實(shí)現(xiàn)將圖片框1的圖像諸像素復(fù)制到圖片框2?？蓞⒄杖缦鲁绦蚨?ｆorｉ=0toｐicｔuｒe１.Wiｄｔh-１foｒj=0tｏｐｉｃtｕre1．Ｈeight－1ｃ＝picturｅ1.Pｏint（ｉ,ｊ)r＝（cａｎｄ&hｆf)g=（caｎd＆ｈｆｆ０0）／256ｂ＝（ｃａnd&hfｆ000０）/（2５6＊2５6）pictuｒe２。pseｔ（ｉ，ｊ），RGB（ｒ，ｇ，b）nexｔjneｘｔi或者piｃtｕre1．ｐiｃturｅ＝ｐictuｒｅ２.pictuｒｅ 2、用不同方法編程實(shí)現(xiàn)將彩色圖像變成灰度圖像。可參考如下程序段:ｆori=０ｔopiｃtuｒe1。Ｗiｄtｈ—1ｆorj=０toｐiｃtuｒe1。Hｅighｔ-1c=ｐiｃｔｕre1。Ｐoｉnｔ(i，ｊ）ｒ=（ｃand&hｆf)g=（cand&ｈff00)/２56b=(cａnd&hfｆ0０00）／（２56＊２56)ｒr＝(r+ｇ＋b)／３ｇｇ=(ｒ+ｇ+ｂ）/３bb=（r+g+b)/3ｐiｃturｅ2.pｓet（i,j）,ＲGB（ｒr，gg,ｂb）nexｔｊnexｔｉ3、會(huì)依據(jù)不同閾值編程實(shí)現(xiàn)灰度圖像轉(zhuǎn)化為二值圖像.四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告?１、提交經(jīng)調(diào)試正確的程序源代碼及相關(guān)文檔?？偨Y(jié)調(diào)試程序時(shí)遇到的問題及解決方案。五:思考題在對圖像進(jìn)行復(fù)制或者灰度變化的時(shí)候,ＶB處理速度格外慢，問題消滅在哪里？有什么方法可以解決？（提示：Ｐｏint方法是提取象素點(diǎn)DIＢ方法)

實(shí)驗(yàn)二FＴ變換以及ＦFＴ一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握傅立葉變換的原理和性質(zhì)。２、掌握快速傅立葉變換的原理和方法。二、實(shí)驗(yàn)籌備１、復(fù)習(xí)傅立葉變換和快速傅立葉變換的相關(guān)知識。2、參考如下程序段,編寫實(shí)現(xiàn)傅立葉變換的程序。Ｆorx=0ToMForｖ=０TｏNFｏry=0ＴoNrｅ（ｘ,v）=rｅ(ｘ，v)+（-1)^ｙ*f（x，ｙ）＊Ｃos(２＊pi＊(v＊ｙ)/N)im（x，v）=im（x，ｖ)+（—1）^ｙ＊f（x，y）＊Ｓｉn(２*pi＊(v＊y)／N)NｅｘtｙNextｖＮeｘtｘFｏrv=0TｏNForu=0ToMFｏrx=0TｏＭＲeaｌ＝Reaｌ+(-1)^x*（1/Ｎ）*（re（ｘ,v)＊Cos（２*ｐi＊（u＊x）／M)＋ｉｍ(x，v）*Ｓin（2＊pi＊（u＊x）/M））ｉmag=ｉmａｇ＋（-１）＾x＊（1/N）＊（iｍ(ｘ，ｖ)*Cｏｓ（2＊pｉ*（ｕ*ｘ)／Ｍ）-ｒe（ｘ,ｖ)*Ｓｉｎ(2*ｐi＊(u＊x)／M）ｎｅxｔxneｘｔuＮexｔv3、參考如下程序段，編寫實(shí)現(xiàn)快速傅立葉變換的程序。一維FFＴ模塊參考程序段:PｒivateSubWFft(PixelＲ（)AsDｏubｌｅ，ＰiｘelI()ＡｓDoｕble,ｗr(）AｓDｏuble,wi()AsDouble,BｙＶalMAｓIｎｔeger，ByVaｌNAsＩｎteger）Dimlp，k，kk,l，inｃｒ,ｌｔeｒ，i,ｊAｓInｔｅgｅｒDｉmTｒ，TｉAsＤoｕbleｌｐ=1：kk＝（Ｎ/２）：iｎｃr=2Fｏrltｅｒ=0ToＭ—１Foｒj=0ＴｏN-1Stepincrｉ=j+lpＴｒ=PixeｌＲ（i）Ti=PｉxelＩ（i）ＰixelＲ（ｉ)＝ＰixeｌＲ(ｊ）-TrPｉxelＩ(i)=PiｘelI（ｊ)－ＴiPiｘelR(j）=PixelＲ（j）+ＴrPixｅlI(j）＝PiｘｅlＩ（j)+ＴiNexｔjIf（ｌter＜＞０）ThｅｎＦｏrｋ=1Tolｐ－1ｌ=ｋ*ｋk—1Ｆｏｒj=kＴoN-1Stepｉｎcｒｉ=j＋lpTｒ=ＰixelＲ(i）＊ｗr（ｌ）—ＰixelI（i)＊wi（ｌ）Ti=ＰｉxeｌR（i)*wｉ(ｌ）＋ＰｉxｅlＩ（i)*ｗr(l）PｉxelR（i）＝PixeｌR（ｊ）—TrＰixelI（i）=PixeｌI(j)－ＴiPiｘeｌＲ（j)＝PｉｘｅlR（j)+TrＰixelI(j）=PixelＩ（j）＋TiNｅｘtjNｅｘtkEndＩfkk=kk／２lｐ=ｌp*２ｉncｒ=incr*２ＮextlterEｎdSub三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求?1、實(shí)現(xiàn)對一幅灰度圖像的傅立葉變換和快速傅立葉變換，比較運(yùn)行時(shí)間.2、分析低頻成份和高頻成份對圖像的作用.四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1、提交經(jīng)調(diào)試正確的程序源代碼及相關(guān)文檔。２、總結(jié)調(diào)試程序時(shí)遇到的問題及解決方案.?實(shí)驗(yàn)三ＤCＴ變換以及FＤCT變換一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握離散余弦變換的基本原理。2、熟識離散余弦變換及其快速算法。二、實(shí)驗(yàn)籌備１、復(fù)習(xí)離散余弦變換的相關(guān)知識。2、編寫實(shí)現(xiàn)離散余弦變換的程序。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求?1、編程實(shí)現(xiàn)對一幅灰度和彩色圖像的離散余弦變換，選擇適當(dāng)?shù)腄ＣT系數(shù)閾值，對其進(jìn)行DＣT反變換。 2、。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1、提交經(jīng)調(diào)試正確的程序源代碼及相關(guān)文檔。2、總結(jié)調(diào)試程序時(shí)遇到的問題及解決方案。?實(shí)驗(yàn)四簡潔增強(qiáng)技術(shù)和直方圖均衡一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模薄⒘私鈭D像增強(qiáng)技術(shù)的主要方法。2、掌握直方圖增強(qiáng)的基本原理。3、了解并掌握直方圖統(tǒng)計(jì)方法以及分段線性拉伸、直方圖均衡等亮度調(diào)整算法。二、實(shí)驗(yàn)籌備1、復(fù)習(xí)圖像增強(qiáng)技術(shù)的主要內(nèi)容。２、依據(jù)以下要求編寫實(shí)現(xiàn)簡潔圖像增強(qiáng)的程序。?(1)圖像求反:將原圖灰度值翻轉(zhuǎn). （2）對比度增強(qiáng):增強(qiáng)圖像各部分的反差. （3)二值化處理：將一幅灰度圖象變換為黑白二值圖象.３、參考以下程序段編寫顯示圖像直方圖的程序。Ｆｏri＝０TｏPictｕre１.Ｈeｉｇｈt—1Forj=０TｏPｉcｔurｅ1．Ｗidｔh—1c＝Pｉctｕｒｅ１．Poiｎｔ（ｉ,j）ｒ＝cAｎd＆HFFg=（cＡnd＆ＨＦF００&)／256ｂ＝(cAnｄ&HFF0000）/6553５r１=(r+g＋b）/３h(r1)=h(r1)＋1NexｔjNｅxtｉFｏｒi＝０Ｔo７Foｒj=0To31MSChart1．Roｗ=i+１MSChaｒt1．Cｏlumn=ｊ+1ＭSChart1。Daｔa＝h(i＊32＋j）/25８／25８NextjNexti4、參考以下程序段編寫對圖像進(jìn)行直方圖均衡化的程序。直方圖均衡化就是把一已知灰度概率分布的圖象經(jīng)過一種變換,使之演化成一幅具有均勻概率分布的新圖像。Fｏrｉ=0To２55Forｊ=0Toｉｓ（i)=s（i）+h（ｊ)/258/258Nｅxtjs（i）=Iｎt(s（i）＊２5５+0．５)NexｔiFｏri=0TｏＰiｃtｕre１．Heiｇht-１Forj=０TｏPicｔure1。Wｉdth－1ｃ=Ｐｉctｕre１。Poｉnt（ｉ，j)r＝cＡnd&HＦFg＝（cAｎｄ＆HFF0０＆）／２56b=(cAnｄ＆HＦＦ0０00）/６５５35r1=（ｒ+ｇ+ｂ)/３r1=s（r1)h1(r１）=h1（r1）+1Picture2．ＰSｅt（i,ｊ）,RGB（ｒ1，r1，r１）ＮextｊNexｔｉFoｒi=0To7Forj=0To３1MSChaｒｔ２.Roｗ=i+1MSCharｔ２．Columｎ=j+1MＳＣhaｒt2。Data＝ｈ1（i＊32+j）/258／258NｅｘtjＮeｘｔi三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求 1、調(diào)試運(yùn)行自己編寫的實(shí)現(xiàn)簡潔圖像增強(qiáng)的程序。?２、通過編程運(yùn)行，觀察各類圖像的直方圖。３、采納直方圖均衡方法對低對比度的圖像進(jìn)行對比度增強(qiáng).四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、提交經(jīng)調(diào)試正確的程序源代碼及相關(guān)文檔。2、總結(jié)調(diào)試程序時(shí)遇到的問題及解決方案。

實(shí)驗(yàn)五空域和頻域?yàn)V波一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模薄⒄莆湛沼驗(yàn)V波和頻域?yàn)V波的基本原理。2、熟識空域?yàn)V波中所用到的幾種常用模板,熟識頻域?yàn)V波中的幾種濾波器。二、實(shí)驗(yàn)籌備1、復(fù)習(xí)空域?yàn)V波和頻域?yàn)V波的相關(guān)知識。2、參照以下程序段編寫用鄰域平均法和中值濾波法消除圖像噪聲的程序。Foｒｉ=0ＴｏPｉcｔure1.Hｅｉght—１Forj=0ＴｏPiｃturｅ１.Width—1c=Pｉctuｒｅ1。Ｐoint(i，ｊ)r2（ｉ,j）=cAnd&HＦＦg2（i，j)＝（cＡnd＆ＨFF0０＆）/２５5b2(i，ｊ）=（cAｎd＆HFF0000）/6553５NｅｘtｊNｅｘｔiFｏri＝１TｏＰｉctuｒｅ１．Widｔh—2Forj＝１TｏPicturｅ1.Ｈｅighｔ-２x=1Foｒｐ=i—1Toi+1Forｑ=ｊ-1Toｊ+1ｒｘ(x）=ｒ2(p，ｑ）ｇx（ｘ)＝g2（p，q)ｂｘ（ｘ)=b２（ｐ，q)ｘ=x+1ＮexｔqNeｘtpFｏrp=1Ｔｏ８Fｏｒｑ＝1Ｔo8Ｉｆrx（q)＞ｒx（q＋1）Thｅny=rx(q）rｘ(q）=ｒｘ（q+1）rx（q+1)=yEnｄIfIfgx（ｑ)>gｘ（q+1）Ｔheny＝ｇx(q)gx(ｑ)=gx（q+1)gx(q+１）=yＥndIfIfｂx（q）〉ｂx（ｑ+1)Ｔhｅny＝ｂx(ｑ)ｂx（q）=bx(q+1)bx(q+1)＝y(tǒng)EndIfＮｅxtｑNｅxtpPｉcｔuｒｅ２．ＰＳｅt（i，j)，ＲGＢ（rx(5），gx（5），ｂx（5))Nextｊ3、任選以下兩種算子（梯度算子、ＧAUSS算子、Ｓobel算子、拉普拉斯算子、Rｏbｅrts算子等)編寫對圖像進(jìn)行濾波的程序。?參考程序段１:Fｏri＝１ＴoPiｃｔｕre1.Wｉｄth—2Forj=1TｏＰictuｒe1。Ｈeｉght-2r1=r(ｉ，ｊ－１）r2=r(ｉ—1,j)r３=ｒ（i,j)ｒ4＝ｒ（i+1，ｊ）r5＝ｒ(i，j＋１）fｘ=—１#＊r1-１＃*r2＋4#*r3—1＃＊ｒ４-1＃＊r5rx=Abｓ（ｆx)＊5+20Picｔuｒｅ2.PＳeｔ(ｉ，j）,RGＢ(rx,rｘ，ｒx）ＮeｘtjＮeｘｔi參考程序段2:Fori=0ToPictuｒe１.Ｗidth－２Ｆｏrj=0ToＰicｔｕｒe１.Ｈeigｈｔ－2r１=r（i，ｊ)ｒ2=ｒ(ｉ＋1，j+1)r3＝ｒ（ｉ+１，j)ｒ４=ｒ(i,j+１)fx=r1－r2ｆy=r３－r４ｒx=（Abs(fx)+Aｂｓ(fy））＊5Ｐｉctｕrｅ２．ＰSet（i，j），RGB（ｒx,rx，rx）NextｊNｅxｔi三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求?１、運(yùn)行鄰域平均法和中值濾波法消除圖像噪聲的程序,觀察去噪效果,比較兩種去噪方法的特點(diǎn).?２、運(yùn)行用算子對圖像進(jìn)行濾波的程序，觀察濾波效果，比較各種算子的特點(diǎn)。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告?１、提交經(jīng)調(diào)試正確的程序源代碼及相關(guān)文檔.2、總結(jié)調(diào)試程序時(shí)遇到的問題及解決方案。?實(shí)驗(yàn)六閾值分割和邊緣檢測分割一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模薄⒄莆栈叶乳撝捣指罘ǖ幕驹?２、掌握邊緣檢測分割法的思想以及幾種常用的檢測算子。二、實(shí)驗(yàn)籌備１、復(fù)習(xí)灰度閾值分割的相關(guān)知識。2、參照以下程序段計(jì)算圖像的灰度閾值。Foｒi=１ToＰicture1。Heigｈt－2Forj=１ToＰｉｃturｅ１。Ｗidｔh-2hu(i,ｊ)=(r（i,j）+g(i，j）＋b（i,j）)/3Foｒｋ1=-1Ｔo１Ｆoｒk2=—1To1ch＝ｈu(ｉ，j）—ｈu(i＋k1,ｊ+k２）Iｆch〉=０Tｈens1（ｈu（i,j）)=ｓ1(hu（i，j)）+chEｌseｓ2(ｈu（ｉ,j）)=s2(ｈu（i,j））＋chEnｄＩfＮeｘtk2Ｎｅxｔｋ1NｅxtjNｅxtimax1=0:ｍax2＝０Fori=0To２55Ifs1(i)〉ｍaｘ1Thenｍax1＝s1(i)y1=iEｎdIfIfs２（i)>maｘ2Thenmaｘ2=s2(i)y2=iＥndIfNeｘｔiyu=Iｎt((ｙ1+y2）／2)