西安邮电学院
实 验 报 告
实验名称
实验一 图像增强
课程名称
数字图像处理 A
姓名
成绩
班级
学号
日期
2011.5.3
地点
备注:
在此实验中,我们用的是 Windws2000/XP 操作系统下的
MATLAB 7.x 软件。
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1.实验目的
1) 直方图增强处理
(1)了解空间域图像增强的各种方法(点处理、掩模处理);
(2)通过编写程序掌握采用直方图均衡化进行图像增强的方法;
2)图像平滑
(1)使用邻域平均法编写程序实现图像增强,进一步掌握掩模法及其改进(加门限法)
消除噪声的原理;
3) 图像锐化
(1)了解并掌握使用微分算子进行图像边缘检测的基本原理;
(2)编写程序使用 Laplacian 算子(二阶导数算子)实现图像锐化,进一步理解图像锐
化的实质;
(3)掌握使用不同梯度算子(一阶导数算子)进行图像边缘检测的原理、方法,根据
实验结果分析各种算子的工作效果;
2.实验环境(软件条件)
MATLAB 7.x
3.实验方法
1)直方图增强处理:可用 imread()函数读出原位图,然后用 rgb2gray()函数转为灰度
图像,然后求直方图用 imhist()函数,均衡用 histeq()函数,最后求出均衡后的直
方图,基本上处于持平状态。
2)图像平滑:可用 imread()函数读出原位图,然后由题目中要求我们用 3*3 模板来实
现 4 邻域滤波。当加入门限值,需进行两次循环,当改变的值大于门限,则改变其中心
值,若小于则保持不变。
3)图像锐化:此实验用了模板对原图进行了锐化。用 edg()函数对原图分别进行
Roberts、Prewitt 和 Sobel 边缘检测。
4.实验分析
(1)直方图均衡化是利用直方图的统计数据进行直方图的修改,能有效的处理原始图象
的直方图分布情况,使各灰度级具有均匀的概率分布,通过调整图像灰度值的动态范
围,自动地增加整个图像的对比度,以致图像具有较大的反差,大部分细节比较清晰。
(2)所谓图像平滑用于突出图像的宽大区域(低频成分)、主干部分或抑制图像噪声和干
扰(高频成分),使图像亮度平缓渐变,减小突变梯度,改善图像质量的图像处理方法
。图像的平滑是一种实用的数字图像处理技术,主要目的是为了减少噪声。图像平滑
作为去除图像中含有噪声的图像增强处理技术,是各种与图像有关软件中必不可少的
功能模块。
(3)数字图像处理中图像锐化的目的有两个:一是增强图像的边缘,使模糊的图像变得
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清晰起来;这种模糊不是由于错误操作,就是特殊图像获取方法的固有影响。二是提取
目标物体的边界,对图像进行分割,便于目标区域的识别等。通过图像的锐化,使得图
像的质量有所改变,产生更适合人观察和识别的图像。
5.实验结论
1)直方图均衡是图像增强技术的基本方法,在一定程度上改善了图像的对比度差和灰
度动态范围,增强了图像的可读性,提高了地物的可分性,有利于进行遥感图像的目视解译。
直方图均衡化均衡后的图的直方图分布较均匀。直方图均衡化的缺点是: ① 变换后图像的
灰度级减少,某些细节消失;② 某些图像,如直方图有高峰,经处理后对比度不自然的过分
增强。
2)图象平滑实验中,先对原图加椒盐噪声。加入了门限比直接平滑的效果好。图像
平滑即消除噪声是图像处理中一个重要的方面,由于图像受到干扰而产生噪声的原因是多方
面的,在对一幅画进行平滑处理之前,必须仔细分析其产生噪声的原因。选择合适的平滑方
法才能更好的消除噪声,因而我们在选择消除噪声方法时必须综合考虑各种因素,选择最合
适的平滑方法。
3)图形锐化后,增强图像的边缘,细节增加。Roberts 算子检测精度比较高,但容易
丢失一部分边缘,同时由于没经过图像图像平滑计算,因此不能抑制噪声。该算子对具有陡
峭的低噪声图像响应最好;Prewitt 和 Sobel 算子都是对图像进行差分和滤波运算,仅在平滑
部分的权值选择上有些差异,因此两者均对噪声具有一定的抑制能力,但这种抗噪声能力是
通过像素平均来实现的。所以图像产生了一定的模糊,而且还会检测出一些伪边缘,所以检
测精度较低,该类算子比较适用于图像边缘灰度值比较尖锐且图像噪声较小的情况。
附件
1.
实验步骤及内容
2.
源程序及运行结果
3.
1.A. 直方图增强处理
对如图 1.1 所示的两幅 128×128 的数字图像 fing_128.bmp 和 cell_128.bmp 进行如下处
理:
指纹图 fing_128.bmp
显微医学图像 cell_128.bmp
图 1.1 实验图像
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