1、目錄實(shí)驗(yàn)一： 數(shù)字圖像的基本處理操作41.1： 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.2：實(shí)驗(yàn)任務(wù)和要求41.3：實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果51.4：結(jié)果分析8實(shí)驗(yàn)二： 圖像的灰度變換和直方圖變換92.1： 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2.2：實(shí)驗(yàn)任務(wù)和要求92.3：實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果92.4：結(jié)果分析13實(shí)驗(yàn)三： 圖像的平滑處理143.1： 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?43.2：實(shí)驗(yàn)任務(wù)和要求143.3：實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果143.4：結(jié)果分析18實(shí)驗(yàn)四：圖像的銳化處理194.1： 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?94.2：實(shí)驗(yàn)任務(wù)和要求194.3：實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果194.4：結(jié)果分析21 實(shí)驗(yàn)一： 數(shù)字圖像的基本處理操作1.1： 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、熟悉并掌握MATLAB、PHOTOSHOP等工具的

2、使用；2、實(shí)現(xiàn)圖像的讀取、顯示、代數(shù)運(yùn)算和簡單變換。3、熟悉及掌握圖像的傅里葉變換原理及性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)圖像的傅里葉變換。1.2：實(shí)驗(yàn)任務(wù)和要求1. 讀入一幅RGB圖像，變換為灰度圖像和二值圖像，并在同一個(gè)窗口內(nèi)分成三個(gè)子窗口來分別顯示RGB圖像和灰度圖像，注上文字標(biāo)題。2. 對兩幅不同圖像執(zhí)行加、減、乘、除操作，在同一個(gè)窗口內(nèi)分成五個(gè)子窗口來分別顯示，注上文字標(biāo)題。3. 對一幅圖像進(jìn)行平移，顯示原始圖像與處理后圖像，分別對其進(jìn)行傅里葉變換，顯示變換后結(jié)果，分析原圖的傅里葉譜與平移后傅里葉頻譜的對應(yīng)關(guān)系。4. 對一幅圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，顯示原始圖像與處理后圖像，分別對其進(jìn)行傅里葉變換，顯示變換后結(jié)果，分析

3、原圖的傅里葉譜與旋轉(zhuǎn)后傅里葉頻譜的對應(yīng)關(guān)系。1.3：實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果1. 對實(shí)驗(yàn)任務(wù)1的實(shí)現(xiàn)代碼如下：a=imread(d:tp.jpg);i=rgb2gray(a);I=im2bw(a,0.5);subplot(1,3,1);imshow(a);title(原圖像);subplot(1,3,2);imshow(i);title(灰度圖像);subplot(1,3,3);imshow(I);title(二值圖像);subplot(1,3,1);imshow(a);title(原圖像);結(jié)果如圖1.1 所示：圖1.1 原圖及其灰度圖像，二值圖像2. 對實(shí)驗(yàn)任務(wù)2的實(shí)現(xiàn)代碼如下：a=imread(d

4、:tp.jpg);A=imresize(a,800 800);b=imread(d:tp2.jpg);B=imresize(b,800 800);Z1=imadd(A,B);Z2=imsubtract(A,B);Z3=immultiply(A,B);Z4=imdivide(A,B);subplot(3,2,1);imshow(A);title(原圖像 A);subplot(3,2,2);imshow(B);title(原圖像 B);subplot(3,2,3);imshow(Z1);title(加法圖像);subplot(3,2,4);imshow(Z2);title(減法圖像);subplo

5、t(3,2,5);imshow(Z3);title(乘法圖像);subplot(3,2,6);imshow(Z2);title(除法圖像);結(jié)果如圖1.2所示：3. 對實(shí)驗(yàn)任務(wù)3的實(shí)現(xiàn)代碼如下：s=imread(d:tp3.jpg);i=rgb2gray(s);i=double(i);j=fft2(i);k=fftshift(j); %直流分量移到頻譜中心I=log(abs(k); %對數(shù)變換m=fftshift(j); %直流分量移到頻譜中心RR=real(m); %取傅里葉變換的實(shí)部II=imag(m); %取傅里葉變換的虛部A=sqrt(RR.2+II.2);A=(A-min(min(A

6、)/(max(max(A)*255;b=circshift(s,800 450);b=rgb2gray(b);b=double(b);c=fft2(b);e=fftshift(c);I=log(abs(e);f=fftshift(c);WW=real(f);ZZ=imag(f);B=sqrt(WW.2+ZZ.2);B=(B-min(min(B)/(max(max(B)*255;subplot(2,2,1);imshow(s);title(原圖像);subplot(2,2,2);imshow(uint8(b);title(平移圖像);subplot(2,2,3);imshow(A);title(

7、離散傅里葉變換頻譜);subplot(2,2,4);imshow(B);title(平移圖像離散傅里葉變換頻譜);結(jié)果如圖1.3所示：4. 對實(shí)驗(yàn)任務(wù)4的實(shí)現(xiàn)代碼如下：s=imread(d:tp3.jpg);i=rgb2gray(s);i=double(i);j=fft2(i);k=fftshift(j);I=log(abs(k);m=fftshift(j);RR=real(m);II=imag(m);A=sqrt(RR.2+II.2);A=(A-min(min(A)/(max(max(A)*255;b=imrotate(s,-90);b=rgb2gray(b);b=double(b);c=f

8、ft2(b);e=fftshift(c);I=log(abs(e);f=fftshift(c);WW=real(f);ZZ=imag(f);B=sqrt(WW.2+ZZ.2);B=(B-min(min(B)/(max(max(B)*255;subplot(2,2,1);imshow(s);title(原圖像);subplot(2,2,2);imshow(uint8(b);title(平移圖像);subplot(2,2,3);imshow(A);title(離散傅里葉頻譜);subplot(2,2,4);imshow(B);title(平移圖像離散傅里葉頻譜);結(jié)果如圖1.4所示：1.4：結(jié)果分

9、析對MATLAB軟件的操作開始時(shí)不太熟悉，許多語法和函數(shù)都不會(huì)使用，寫出程序后，調(diào)試運(yùn)行，最開始無法顯示圖像，檢查原因，是有些標(biāo)點(diǎn)符號沒有在英文狀態(tài)下輸入和一些其他的細(xì)節(jié)，學(xué)會(huì)了imread()，imshow()，rgb2gray（）等函數(shù)。實(shí)驗(yàn)二： 圖像的灰度變換和直方圖變換2.1： 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉及掌握圖像的采樣原理，實(shí)現(xiàn)圖像的采樣過程，進(jìn)行圖像的灰度轉(zhuǎn)換。 2、理解直方圖的概念及應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)圖像直方圖的顯示，及通過直方圖均衡對圖像進(jìn)行修正。2.2：實(shí)驗(yàn)任務(wù)和要求1、 對一幅圖像進(jìn)行2倍、4倍、8倍和16倍減采樣，顯示結(jié)果。2、 顯示一幅灰度圖像a，改變圖像亮度使其整體變暗得到圖像b，顯示

10、兩幅圖像的直方圖。3、 對一幅圖像進(jìn)行灰度變化，實(shí)現(xiàn)圖像變亮、變暗和負(fù)片效果，在同一個(gè)窗口內(nèi)分成四個(gè)子窗口來分別顯示，注上文字標(biāo)題。4、 對一副圖像進(jìn)行直方圖均衡化，顯示結(jié)果圖像和對應(yīng)直方圖。5、 對一副圖像進(jìn)行如圖所示的分段線形變換處理，試比較與直方圖均衡化處理的異同。2.3：實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果1.對實(shí)驗(yàn)任務(wù)1的實(shí)現(xiàn)代碼如下： a=imread(d:tp2.jpg); b=rgb2gray(a);for m=1:4figurewidth,height=size(b);quartimage=zeros(floor(width/(m),floor(height/(2*m);k=1;n=1;for i

11、=1:(m):widthfor j=1:(2*m):heightquartimage(k,n)=b(i,j);n=n+1;endk=k+1;n=1;endimshow(unit8(quartimage);end結(jié)果如圖所示：2. 對實(shí)驗(yàn)任務(wù)2的實(shí)現(xiàn)代碼如下： a=imread(d:tp2.jpg); c=rgb2gray(a); b=c-46; subplot(3,2,1);imshow(c);title(原圖像) subplot(3,2,2);imhist(c);title(原圖像的直方圖) subplot(3,2,3);imshow(b);title(變暗后的圖像) subplot(3,2

12、,4);imhist(b);title(變暗后的圖像直方圖); d=imadjust(c,0,1,1,0); subplot(3,2,5);imshow(d);title(反轉(zhuǎn)圖像);結(jié)果如圖2.2所示：3. 對實(shí)驗(yàn)任務(wù)3的實(shí)現(xiàn)代碼如下：a=imread(d:tp.jpg);m=imadjust(a,0.5;1);%圖像變亮n=imadjust(a,0;0.5);%圖像變暗g=255-a;%負(fù)片效果subplot(2,2,1);imshow(a);title(原圖像);subplot(2,2,2);imshow(m);title(圖像變亮);subplot(2,2,3);imshow(n);t

13、itle(圖像變暗);subplot(2,2,4);imshow(g);title(負(fù)片效果);結(jié)果如圖所示：4. 對實(shí)驗(yàn)任務(wù)4的實(shí)現(xiàn)代碼如下：b=imread(d:tp.jpg);c=rgb2gray(b);j=histeq(c);subplot(2,2,1),imshow(c);subplot(2,2,2),imshow(j);subplot(2,2,3),imhist(c);subplot(2,2,4),imhist(j);結(jié)果如圖2.4所示：5. 對實(shí)驗(yàn)任務(wù)5的實(shí)現(xiàn)代碼如下：x1=0:0.01:0.125;x2=0.125:0.01:0.75;x3=0.75:0.01:1;y1=2*x

14、1;y2=0.25+0.6*(x2-0.125);y3=0.625+1.5*(x3-0.75);x=x1,x2,x3;y=y1,y2,y3;plot(x,y);結(jié)果如圖所示：2.4：結(jié)果分析這次實(shí)驗(yàn)主要是對圖像的灰度變換和直方圖均衡化，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括灰度拉伸、圖像反轉(zhuǎn)、圖像的二值化以及直方圖均衡。通過實(shí)驗(yàn)將課本上理論知識加以實(shí)踐，實(shí)驗(yàn)過程中明白了圖像處理的一些技巧。但是以上幾種方法采用的基本都是線性變換法，在實(shí)際應(yīng)用中存在很多缺陷。它只能處理一些黑白分明的圖像，而對于一些顏色豐富或者處理比較復(fù)雜圖像時(shí)，往往于心不足。實(shí)驗(yàn)三： 圖像的平滑處理3.1： 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉并掌握常見的圖像噪聲種類；2、

15、理解并掌握常用的圖像的平滑技術(shù)，如鄰域平均法和中值濾波的原理、特點(diǎn)、適用對象。3.2：實(shí)驗(yàn)任務(wù)和要求1、 讀出lena.jpg這幅圖像，給這幅圖像分別加入椒鹽噪聲、高斯噪聲和乘性噪聲后并與前一張圖顯示在同一圖像窗口中。2、 對受高斯噪聲（模擬均值為0方差為0.02的高斯噪聲）干擾的lena圖像分別利用鄰域平均法和中值濾波進(jìn)行濾波去噪（窗口可變，可先取3*3，依次再取5*5，7*7），并顯示濾波結(jié)果。3、 對受椒鹽噪聲（噪聲方差為0.02）干擾的lena圖像，選擇合適的濾波器將噪聲濾除。4、 對受乘性噪聲（噪聲方差為0.02）干擾的lena圖像，選擇合適的濾波器將噪聲濾除。3.3：實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果

16、 1. 對實(shí)驗(yàn)任務(wù)1的實(shí)現(xiàn)代碼如下： I=imread(d:tp.jpg); i=rgb2gray(I); J=imnoise(i,gaussian,0,0.02);%高斯噪聲 K=imnoise(i,salt & pepper,0.02);%椒鹽噪聲 P=imnoise(i,speckle,0.02);%乘性噪聲 subplot(2,2,1);imshow(i); xlabel(原圖); subplot(2,2,2);imshow(J);xlabel(高斯噪聲); subplot(2,2,3);imshow(K);xlabel(椒鹽噪聲); subplot(2,2,4);imshow(P);

17、xlabel(乘性噪聲);結(jié)果如圖3.1所示：2.對實(shí)驗(yàn)任務(wù)2的實(shí)現(xiàn)代碼如下： I=imread(d:tp.jpg); i=rgb2gray(I); J=imnoise(i,gaussian,0,0.02); K=im2double(J); h=fspecial(average); G1=filter2(h,K,same); G2=medfilt2(K); subplot(2,2,1);imshow(1); subplot(2,2,1);imshow(i); xlabel(原圖); subplot(2,2,2);imshow(J); xlabel(添加高斯噪聲); subplot(2,2,3)

18、;imshow(G1); xlabel(均值濾波); subplot(2,2,4);imshow(G2); xlabel(中指濾波);結(jié)果如圖3.2所示：3. 對實(shí)驗(yàn)任務(wù)3的實(shí)現(xiàn)代碼如下： I=imread(D:tp.jpg); i=rgb2gray(I); J=imnoise(i,salt & pepper,0.02); K=im2double(J); h=fspecial(average); G1=filter2(h,K,same); G2=medfilt2(K); subplot(2,2,1);imshow(i); xlabel(原圖); subplot(2,2,2);imshow(J)

19、; xlabel(添加椒鹽噪聲); subplot(2,2,3);imshow(G1); xlabel(均值濾波); subplot(2,2,4);imshow(G2); xlabel(中值濾波);結(jié)果如圖3.3所示：4. 對實(shí)驗(yàn)任務(wù)4的實(shí)現(xiàn)代碼如下： i=imread(D:tp.jpg); I=rgb2gray(i); J=imnoise(I,speckle,0.02); K=im2double(J); h=fspecial(average); G1=filter2(h,K,same); G2=medfilt2(K); subplot(2,2,1);imshow(I); xlabel(原圖)

20、; subplot(2,2,2);imshow(J); xlabel(添加乘性噪聲); subplot(2,2,3);imshow(G1); xlabel(均值濾波); subplot(2,2,4);imshow(G2); xlabel(中值濾波);結(jié)果如圖3.4所示：3.4：結(jié)果分析（1）采用均值濾波器對圖像處理能達(dá)到去噪的效果，并且一般濾波器的模板越大去噪效果越好，但是應(yīng)該適中，當(dāng)模板選擇的過大時(shí)，處理的效果就會(huì)下降，因此我們應(yīng)該根據(jù)具體的要求選擇合適的模板來處理圖像。（2）采用高斯濾波器對圖像處理能達(dá)到去噪的效果，與均值濾波器相同，隨著所用的濾波器尺寸的增大，圖像的細(xì)節(jié)銳化程度相應(yīng)降低圖

21、像變得模糊起來。但相較于均值濾波器，其模糊程度較小。但是高斯濾波同時(shí)受到標(biāo)準(zhǔn)差 sigma 的影響。（3）中值濾波對去除“椒鹽”噪聲可以起到很好的效果,因?yàn)榻符}噪聲只在畫面中的部分點(diǎn)上隨機(jī)出現(xiàn),所以根據(jù)中值濾波原理可知,通過數(shù)據(jù)排序的方法,將圖像中未被噪聲污染的點(diǎn)代替噪聲點(diǎn)的值的概率比較大,因此噪聲的抑制效果很好。中值濾波與均值濾波相比，在去除圖像椒鹽噪聲的同時(shí)，還能夠保持圖像比較清晰的輪廓。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，通過3*3 的均值濾波器，圖像中的噪聲點(diǎn)有明顯的消除。但是 3*3 的非線性模板中值濾波器上對噪聲的濾除效果更完美。實(shí)驗(yàn)四：圖像的銳化處理4.1： 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉并掌握MATLAB圖

22、像處理工具箱的使用；2、理解并掌握常用的圖像的銳化技術(shù)。4.2：實(shí)驗(yàn)任務(wù)和要求 1、采用三種不同算子對圖像進(jìn)行銳化處理。2、銳化空間濾波1) 采用33的拉普拉斯算子w = 1, 1, 1; 1 8 1; 1, 1, 1濾波2) 編寫函數(shù)w = genlaplacian(n)，自動(dòng)產(chǎn)生任一奇數(shù)尺寸n的拉普拉斯算子，如55的拉普拉斯算子：w = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -24 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 13) 分別采用55，99，1515和2525大小的拉普拉斯算子對blurry_moon.tif進(jìn)行銳化濾波，并利用式完成圖像的銳化增強(qiáng)，觀察其有何不同，要求在同一窗口中顯示。4.3：實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果1. 對實(shí)驗(yàn)任務(wù)1的實(shí)現(xiàn)代碼如下： i=imread(d:tp.jpg); I=rgb2gray(i); H=fspecial(sobel); I1=filter2(H,I); H=fspecial(prewitt); I2=filter2(H,I); H=fspecial(log); I3=filter2(H,I); subplot(2,2,1);imshow(i)