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数字图像处理实验班级：125指学号：200912512导姓名：田坤书专业：电子信息科学与技术１实验一数字图像的运算1.1直方图一．实验目的1．熟悉matlab图像处理工具箱及直方图函数的使用；2．理解和掌握直方图原理和方法；二．实验设备：1.PC机一台；2.软件matlab。三．程序设计在matlab环境中，程序首先读取图像，然后调用直方图函数，设置相关参数，再输出处理后的图像。I=imread('cameraman.tif');%读取图像subplot(1,2,1),imshow(I)%输出图像title('原始图像')%在原始图像中加标题subplot(1,2,2),imhist(I)%输出原图直方图title('原始图像直方图')%在原图直方图上加标题四．实验步骤1.启动matlab双击桌面matlab图标启动matlab环境；2.在matlab命令窗口中输入相应程序。书写程序时，首先读取图像，一般调用matlab自带的图像，如:cameraman图像；再调用相应的直方图函数，设置参数；最后输出处理后的图像；3．浏览源程序并理解含义；4．运行，观察显示结果；5．结束运行，退出；五．实验结果：观察图像matlab环境下的直方图分布。(a)原始图像(b)原始图像直方图六．实验报告要求1、给出实验原理过程及实现代码：I=imread('coins.png');%读取图像subplot(1,2,1),imshow(I)%输出图像title('原始图像')%在原始图像中加标题subplot(1,2,2),imhist(I)%输出原图直方图title('原始图像直方图')%在原图直方图上加标题2、输入一幅灰度图像，给出其灰度直方图结果，并进行灰度直方图分布原理分析。２1.23*3均值滤波一．实验目的1．熟悉matlab图像处理工具箱及均值滤波函数的使用；2．理解和掌握3*3均值滤波的方法和应用；二．实验设备：1.PC机一台；2.软件matlab三．程序设计在matlab环境中，程序首先读取图像，然后调用图像增强（均值滤波）函数，设置相关参数，再输出处理后的图像。I=imread('cameraman.tif');figure,imshow(I);J=filter2(fspecial(‘average’,3),I)/255;figure,imshow(J);四．实验步骤1.启动matlab双击桌面matlab图标启动matlab环境；2.在matlab命令窗口中输入相应程序。书写程序时，首先读取图像，一般调用matlab自带的图像，如:cameraman图像；再调用相应的图像增强（均值滤波）函数，设置参数；最后输出处理后的图像；3．浏览源程序并理解含义；4．运行，观察显示结果；5．结束运行，退出；五．实验结果：观察matlab环境下原始图像经3*3均值滤波处理后的结果。３(a)原始图像(b)3*3均值滤波处理后的图像六．实验报告要求输入一幅灰度图像，给出其图像经3*3均值滤波处理后的结果，然后对每一点的灰度值和它周围24个点，一共25个点的灰度值进行均值滤波，看看对25个点取均值与对9个点取中值进行均值滤波有什么区别？有没有其他的算法可以改进滤波效果。(a)原始图像(b)3*3均值滤波处理后的图像1.33*3中值滤波一．实验目的1．熟悉matlab图像处理工具箱及中值滤波函数的使用；2．理解和掌握中值滤波的方法和应用；二．实验设备：1.PC机一台；2.软件matlab三．程序设计在matlab环境中，程序首先读取图像，然后调用图像增强（中值滤波）函数，设置相关参数，再输出处理后的图像。I=imread('cameraman.tif');figure,imshow(I);J=medfilt2(I,[5,5]);figure,imshow(J);四．实验步骤1.启动matlab双击桌面matlab图标启动matlab环境；2.在matlab命令窗口中输入相应程序。书写程序时，首先读取图像，一般调用matlab自带的图像，如:cameraman图像；再调用相应的图像增强（中值滤波）函数，设置参数；最后输出处理后的图像；3．浏览源程序并理解含义；４4．运行，观察显示结果；5．结束运行，退出；五．实验结果观察matlab环境下原始图像经3*3中值滤波处理后的结果。(a)原始图像(b)3*3中值滤波处理后的图像六．实验报告要求输入一幅灰度图像，给出其图像经3*3中值滤波处理后的结果，然后对每一点的灰度值和它周围24个点，一共25个点的灰度值进行排序后取中值，然后该点的灰度值取中值。看看对25个点取中值与对9个点取中值进行中值滤波有什么区别？(a)原始图像(b)3*3中值滤波处理后的图像1.4图像的缩放一．实验目的1．熟悉matlab图像处理工具箱及图像缩放函数的使用；2．掌握图像缩放的方法和应用；二．实验设备：1.PC机一台；2.软件matlab三．程序设计在matlab环境中，程序首先读取图像，然后调用图像缩放函数，设置相关参数，再输出处理后的图像。I=imread('cameraman.tif');figure,imshow(I);scale=0.5;J=imresize(I,scale);figure,imshow(J);四．实验步骤1.启动matlab双击桌面matlab图标启动matlab环境；５2.在matlab命令窗口中输入相应程序。书写程序时，首先读取图像，一般调用matlab自带的图像，如:cameraman图像；再调用相应的图像缩放函数，设置参数；最后输出处理后的图像；3．浏览源程序并理解含义；4．运行，观察显示结果；5．结束运行，退出；五．实验结果观察matlab环境下图像缩放后的结果。(a)原始图像(b)缩放后的图像六．实验报告要求输入一幅灰度图像，给出其图像缩放后的结果，然后改变缩放比率，观察图像缩放后结果柄进行分析。(a)原始图像(b)缩放后的图像1.5图像旋转一．实验目的1．熟悉matlab图像处理工具箱及图像旋转函数的使用；2．理解和掌握图像旋转的方法和应用；二．实验设备：1.PC机一台；2.软件matlab三．程序设计在matlab环境中，程序首先读取图像，然后调用图像旋转函数，设置相关参数，再输出处理后的图像。I=imread('cameraman.tif');figure,imshow(I);theta=30;K=imrotate(I,theta);%Tryvaryingtheangle,theta.figure,imshow(K)四．实验步骤６1.启动matlab双击桌面matlab图标启动matlab环境；2.在matlab命令窗口中输入相应程序。书写程序时，首先读取图像，一般调用matlab自带的图像，如:cameraman图像；再调用相应的图像旋转函数，设置参数；最后输出处理后的图像；3．浏览源程序并理解含义；4．运行，观察显示结果；5．结束运行，退出；五．实验结果观察matlab环境下图像旋转后的结果。(a)原始图像(b)旋转后的图像六．实验报告要求输入一幅灰度图像，给出其图像旋转后的结果，然后改变旋转角度，观察图像旋转后结果柄进行分析。(a)原始图像(b)旋转后的图像实验二数字图像的离散余弦变换一．实验目的1．验证二维傅里叶变换的平移性和旋转不变性；2．实现图像频域滤波，加深对频域图像增强的理解；二．实验设备1.PC机一台；2.软件matlab；７三．实验内容及步骤（1）产生如图3.1所示图像),(1yxf（128×128大小，暗处=0，亮处=255），用MATLAB中的fft2函数对其进行FFT：①同屏显示原图1f和)(FFT1f的幅度谱图；②若令),()1(),(12yxfyxfyx，重复以上过程，比较二者幅度谱的异同，简述理由；③若将),(2yxf顺时针旋转45度得到),(3yxf，试显示)(FFT3f的幅度谱，并与)(FFT2f的幅度谱进行比较。1.%生成图形f1f1=zeros(128,128);f1((64-30):(63+30),(64-10):(63+10))=1;%FFT变换fft_f1=log(1+abs(fftshift(fft2(f1))));figure;subplot(121);imshow(f1);title('Imagef1');subplot(122);imshow(fft_f1,[]);title('FFTf1');2.%计算f2f2=zeros(128,128);fori=1:128;forj=1:128;f2(i,j)=((-1)^(i+j))*f1(i,j);endend图3.1实验图象f1(x,y)８fft_f2A=log(1+abs(fft2(f2)));fft_f2B=log(1+abs(fftshift(fft2(f2))));figure;subplot(131);imshow(f2);title('Imagef2');subplot(132);imshow(fft_f2B,[]);title('FFTf2');subplot(133);imshow(fft_f2A,[]);title('FFTf2WithoutFFTShift');分析：根据傅里叶变换对的平移性质：),(),(00)//(200vvuuFeyxfNyvMxuj；当2/0Mu且2/0Nv时，有：yxyxjNyvMxujee)1()()//(200因此可得到：)2/,2/()1)(,(NvMuFyxfyx所以，)),(FFT(2yxf就是)),((FFT1yxf频谱中心化后的结果。3.%计算f3f3=imrotate(f2,-45,'nearest');fft_f3=log(1+abs(fftshift(fft2(f3))));figure;subplot(121);imshow(f3);title('Imagef3');subplot(122);imshow(fft_f3,[]);title('FFTf3');（2）对如图3.2所示的数字图像lena.img（256×256大小、256级灰度）进行频域的理想低通、高通滤波，同屏显示原图、幅度谱图和低通、高通滤波的结果图。低通滤波：fid=fopen('D:\matlab7\image\lena.img','r');data=(fread(fid,[256,256],'uint8'))';图3.2实验图象lena.img９subplot(1,2,1)imagesc(data);colormap(gray);title('LENA','Color','r');fft_lena=fft2(data);f=fftshift(fft_lena);fori=1:256forj=1:256ifsqrt((i-128)^2+(j-128)^2)30f(i,j)=0;endendendsubplot(1,2,2);[x,y]=meshgrid(1:1:256);surf(x,y,f)高通滤波：fid=fopen('D:\matlab7\image\lena.img','r');data=(fread(fid,[256,256],'uint8'))';subplot(1,2,1)imagesc(data);colormap(gray);title('LENA','Color','r');fft_lena=fft2(data);fori=1:256forj=1:256ifsqrt((i-128)^2+(j-128)^2)2f(i,j)=0;endendsubplot(1,2,2);[x,y]=meshgrid(1:1:256);surf(x,y,f）１０实验三基于直方图均衡化的图像增强一．实验目的1．了解空间域图像增强的各种方法（点处理、掩模处理）；2．掌握采用直方图均衡化进行图像增强的方法；3.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；二