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图像处理与分析实验指导书 MATLAB数字图像处理附录含每个实验的实验答案结果共23页.pdf

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图像处理

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图像处理与分析实验指导书 MATLAB数字图像处理附录含每个实验的实验答案结果共23页.pdf

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图像处理与分析实验指导书

xxx 编写

xxx 大学信息工程学院

2006 年 6 月

图像是一种重要的信息源，图像处理的最终目的就是要帮助人类理解信息的

内涵。数字图像处理技术的研究内容涉及光学系统、微电子技术、计算机科学、

数学分析等领域，是一门综合性很强的边缘学科。随着计算机的迅猛发展，图像

处理技术已经广泛应用于各个领域。

“数字图像处理”课程内容主要包括利用计算机对图像信息进行图像采集、

图像变换、图像增强与恢复、图像分割、图像分析与理解、图像压缩、图像传输

等各种处理的基本理论、典型方法和实用技术。

通过本课程的学习，可使学生掌握有关图像处理与图像分析的基本概念、基

础理论、实用技术和典型方法。通过该系列实验教学与实践，使学生了解和掌握

利用各种图像采集设备__图像扫描仪、数码照相机、录像机、数码摄像机等获取

多种格式的静态、动态图像数据的方法及手段，了解图像增强、图像分割、图像

理解和分析算法的物理意义；了解图像传输、图像编码等相关技术的基本原理、

软

硬件构成以及典型的应用；此外对图像远程传输、存贮等网络流媒体远程通

信技术、数据库管理与维护、超文本系统等方法也进行必要的了解，为将来的研

究和应用打下良好的基础。

应用于图像处理的计算机软件技术平台很多，如 VC++、MATLAB 等。本

实验指导书选用 MATLAB 做实验平台，MATLAB 是一种基于向量（数组）而不

是标量的高级程序语言，而数字图像实际上就是一组有序的离散数据，从而

MATLAB 从本质上就可以提供对图像处理的技术支持。

实验一：图像预处理实验（验证性实验）

一、实验目的与要求：

目的：通过本次实验，学生可以掌握图像读取、显示和保存的方法，

掌握空间域增强方法和频率域增强方法。

要求：上机运行，调试通过。

二、实验方案：

1）对附录中的练习 1~11、练习 13，进行上机运行和调试。

2）对上述练习，改变一些函数的参数，观察运行结果的变化。

三、实验结果与数据处理

对每个练习，要求学生获得相应的实验结果。

四、结论

可以是对某些 MATLAB 函数如何使用的认识，也可以是学生的实验后的心得

体会。

五、问题与讨论

1）在显示傅里叶频谱前，为什么常常进行对数变换？

2）对实验中遇到的问题，进行讨论。

实验二：形态学处理、图像分割、表达与描述实验（验证性实验）

一、实验目的与要求：

目的：要求学生掌握形态学处理、图像分割和图像表达与描述的基

本方法，掌握相关的MATLAB函数。

要求：上机运行，调试通过。

二、实验内容:

）对附录中的练习

15~ 24

、练习

28~ 32

，进行上机运行和调试。

2）对上述练习，改变一些函数的参数，观察运行结果的变化。

三、实验结果与数据处理

对每个练习，要求学生获得相应的实验结果。

四、结论

可以是对某些 MATLAB 函数如何使用的认识，也可以是学生的实验后的心得

体会。

五、问题与讨论

1）在形态学处理中，结构元选取的原则是什么？举例说明。

2）对实验中遇到的问题，进行讨论。

实验三：直方图均衡化实验（设计性实验）

实验名称：直方图均衡化实验

实验项目性质：设计性实验

所属课程名称：《图像处理与分析》

计划学时：2

一、实验目的与要求

1．目的：通过本次实验，加深学生对直方图均衡化的基本原理的理解，加强学

生的算法设计和编程实现的能力。

2、要求：根据直方图均衡化的原理，设计直方图均衡化的算法，并编程实现直

方图均衡化的功能。

二、预习与参考

1．R. C. Gonzalez, R. E. Woods。《数字图像处理》（第二版）。北京：电子工业出

版社，2003。

2．《图像处理与分析实验指导书》的附录。

2．R. C. Gonzalez, R. E. Woods, S. L. Eddins。《数字图像处理》（MATLAB 版）。

北京：电子工业出版社，

2005

。

3．徐飞，施晓红。《Matlab 应用图像处理》。西安：西安电子科技大学出版社，

2002。

三、实验方案

此方案为参考方案，鼓励学生提出自己的方案。

实现直方图均衡化的实现步骤：

1. 列出原始图像的灰度级

1,,1,0,

−=

Ljf



,其中 L 是灰度级的个数。

2. 统计各灰度级的像素数目

1,,1,0,

−=

Ljn



。

3. 计算原始图像直方图各灰度级的频数

1,,1,0,/)(

−==

LjnnfP

jjf



，其中 n

为原始图像总的像素数目。

4. 计算累积分布函数

1,,,1,0,)()(

−==

∑

LkjfPfC



。

5. 应用以下公式计算映射后的输出图像的灰度级

1,,,,1,0, −= Pkig



，P 为输

出图像灰度级的个数：

]5.0)()[(

minminmax

++−= gfCggINTg

其中，INT 为取整符号

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