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数字图像处理实验报告概况.doc
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数字图像处理实验报告概况
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数字图像处理实验报告
实验一 数字图像基本操作及灰度调整
一、实验目的
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、实验内容与要求
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 函 数 、 函 数 、 函 数 、
()函数、()函数。
将 MATLAB 目录下 work 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。
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
请自己编程和调用 函数完成如下实验。
数字图像处理实验报告
1) 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。
2) 对 B 进行直方图均衡化处理,试比较与源图的异同。
3) 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。
图1.1 分段线性变换函数
三、实验原理与算法分析
1. 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:
sc r,c 为常数,r!
" 幂次变换:
# 对比拉伸:在实际应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:
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数字图像处理实验报告
2. 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 r
k
代表离散灰度级,用 p
r
r
k
代表 p
r
r,并且有下
式成立:
式中:n
k
为图像中出现 r
k
级灰度的像素数,n 是图像像素总数,而 n
k
/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1.2 Lena图像及直方图
当灰度级是离散值时,可用频数近似代替概率值,即
式中: 是灰度级的总数目,p
r
r
k
是取第 k 级灰度值的概率,n
k
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$%&'&$&()
四、实验步骤
1. 熟悉 MATLAB 语言中对图像数据读取,显示等基本函数
1) 文件读取与信息显示:
*
+,'-',*
+*
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2
数字图像处理实验报告
.,'-',*
/.*
0&','-',*
map 颜色矩阵的修改
+,'-',*
*
+*
3) 灰度图像的转化
123,4#4-5,*
36123*
2. 图像灰度变换处理在图像增强的作用
5.*
$&*
"&76 .*
3. 绘制图像灰度直方图的方法,对图像进行均衡化处理
1) 图像灰度直方图的显示与灰度调整
/3*
853*
/8*
8*
2) 对 B 进行直方图均衡化处理,试比较与原图的异同。
.,-',*
89/:.*
0;<<=<<9*
3) 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。
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6"-@< -<?>"-4<*
>>>>"*
6666"*
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五、实验结果分析与讨论
1. 熟悉 MATLAB 语言中对图像数据读取,显示等基本函数
第 3 页 共 36 页
3
数字图像处理实验报告
1) 图像文件的读出与图像数据的观察
图1.3 真彩色图像与灰度图像显示
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