数字图象处理实验指导.docx

数鬓墨曙篆理陈利疫偏计苏科学与数学系目录目录 1《数字图像处理》实验教学大纲 3《数字图像处理》实验考核大纲 4实验一 Matlab语言、数字图象基本操作 6一、 实验目的 6二、 实验原理 6三、 实验要求 12实验二图像运算 14一、 实验目的与要求 14二、 实验原理与功能 14三 实验设计例子与调试 16四、 实验内容与要求 19实验三 傅立叶变换及图象的频域处理 20一、 实验目的 20二、 实验原理 20三、 实验要求 19实验四图像的空域滤波 20一、 实验目的 20二、 实验原理 20三、 实验内容与要求 24实验五二值形态学操作 29一、 实验目的 295二、 原理 29三、 练习 30实验六图像的边缘检测 31一、 实验tl的 31二、 实验原理 31三、 实验要求 33实验七图像编码 33一实验目的 33二实验原理 33三、实验要求 34《数字图像处理》实验教学大纲课程类别： 选修课 课程代码:XZ7173实验学时：12 上机学时：12 学 分：适用专业：信息与计算实验中心（室）：7系机房一、 实验目的与任务进一步了解和掌握数字图像处理的基本原理和方法，巩固对数字图像处理基木原理与 方法的掌握。

二、 实验教学的基本要求掌握MATLAB语言或C语言完成和实现图像处理的常见方法和基木原理要求完成必选 实验三、实验内容与学时分配序号实验项H时数每组人数内容提要实验性质要求验证设讣综合演示必做选做1环境语言与图像处理基本操作2编程环境语言基本知识图像处理的基本操作VV2图像运算2点运算代数运算几何运算的基本操作与综合运用VV3傅里叶变换及图像的频域处理4FFI及其逆变换的实现图像的低通滤波器VV4图像空域滤波2图像空域滤波的原理和方法VV5二值形态学操作2形态学基本运算，膨胀和腐蚀的Matlab实现VV6图像边缘检测2图像边缘提取的基本方法VV7图像编码2常见编码算法V四、 考核方法及成绩评定考核方式:考查成绩：各次实验成绩进行综合评定五、 实验指导书自编指导书，实验标题与顺序不必拘泥于表中所列《数字图像处理》实验考核大纲课程代码:考核类别：考试口 考核■课程类别：选修课实验学时：12上机学时：12学分：1适用专业：信息与计算实验中心（室）：7系机房一、实验考试（考核）目的:了解学生对有关图像处理的概念、基本原理、方法为技术的掌握情况，测试学主能力培 养和技能形成情况.二、实验主要培养的能力与技能：图像处理的基本方法与原理掌握和运用能力，止确分析问题，解决问题的能力.三、 实验考试（考核）内容：图像变换.、图像分割、图像恢复与校正、图像特征提取等相关知识的基木方法与应用。

四、 实验主要使用仪器：计算机.五、实验考试（考核）的方式与步鸟各次实验过程与实验报告.六、实验考试（考核）评分标准：各次实验采用TT分制，故终评定成绩为各次评定成绩的平均成绩.七、参考资料：Matlab应用图像处理徐飞等编著西安电子科技大学 数字图像处理 Castleman朱志刚等翻译 电子工业出版社实验一 Matlab语言、数字图象基本操作一、 实验目的1、 复习MATLAB语言的基木用法；2、 掌握MATLAB语言中图象数据与信息的读収方法；3、 掌握在MATLAB中绘制灰度直方图的方法，了解灰度直方图的均衡化的方法二、 实验原理MATLAB是集数值计算，符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算语言 作为强大的科学计算平台，它几乎能够满足所有的计算需求MATLAB软件具有很强的开放性和适用性在保持内核不变的情况下，MATLAB可 以针对不同的应用学科推出相应的工具箱(toolbox) o目前，MATLAB己经把工具 箱延伸到了科学研究和工程应用的诸多领域，诸如数据采集、概率统计、信号处 理、图像处理和物理仿真等，都在工具箱(Toolbox)家族中有口己的一席之地 在实验中我们主要用到MATLAB提供图象处理T具箱(Image Processing Toolbox) o1、MATLAB与数字图像处理MATLAB全称是Matrix Laboratory (矩阵实验室)，一•开始它是一种专门用 于矩阵数值计算的软件，从这一点上也可以看出，它在矩阵运算上有自己独特的 特点。

实际上MATLAB中的绝人多数的运算都是通过矩阵这一形式进行的这一 特点也就决定了 MATLAB在处理数字图像上的独特优势理论上讲，图像是一种 二维的连续函数，然而在计算机上对图像进行数字处理的时候，首先必须对其在 空间和亮度上进行数字化，这就是图像的采样和量化的过程二维图像进行均匀 采样，就可以得到一幅离散化成MXN样本的数字图像，该数字图像是一个整数 阵列，因而用矩阵来描述该数字图像是最直观最简便的了而MATLAB的长处就 是处理矩阵运算，因此用MATLAB处理数字图像非常的方便MATLAB支持五种图像类型，即索引图像、灰度图像、二值图像、RGB图像和 多帧图像阵列;支持 BMP、GIF、HDF、JPEG、PCX、PNG、TIFF、XWD、CUR、ICO 等图像文件格式的读，写和显示MATLAB对图像的处理功能主要集中在它的图 像处理工具箱(Image Processing Toolbox)中图像处理工具箱是由一系列支 持图像处理操作的函数组成，可以进行诸如儿何操作、线性滤波和滤波器设计、 图像变换、图像分析与图像增强、二值图像操作以及形态学处理等图像处理操作2、MATLAB语言的基本操作MATLAB语言是一种运算纸型的运算语言，其特点就是与平时在运算纸上书写 运算的形式相同，这使得它成为一种比较容易掌握的语言；其变量均以矩阵向量 形式表示（单独一个数据可以认为是一维向$）；其程序语法类似于C语言，只 要有一点C语言基础的人可以很快掌握。

针对数字图象处理的需更，可以重点掌 握以下几个内容：矩阵、向量的输入和操作（包括如何输入一个矩阵，如何产生 一个全零全一的矩阵，如何对一个矩阵的行列元索进行读取、写入）；矩阵与向 量的基木运算（包拾加、减、点乘等）以下主要介绍一下如何读取矩阵的指定行或指定列，举例说明：x=4:6 %产生一个一维数组，范围从4到6,步长为1x 二4 5 6插入：通过对x进行插入运算创建矩阵A>> A二[x-3;x;x+3]%当然也可以用别的方法产生A矩阵此处只作为示例A =1 234 567 89提取：提取A的前两行和后两列形成矩阵Co C二A（l:2, 2:3）C 二2 35 6置零：将矩阵A的第二行第二列的元素置零 A （2, 2）=0A 二1 2 37 8 9将矩阵A的第一列全置1A（:,l）=lA 二1 2 31 0 61 8 9强调一下矩阵的乘法与审阵的点乘的不同，举例说明:A=eye (2)%产生二维单位矩阵 B二[1,2; 3, 4] %直接法输入矩阵B 二1234 A+B%求A与B的和（符合矩阵求和原则）ans2235 A.*B %求人与B的点积（即两矩阵中对应元素分别相乘ans 二1004 A*B%求A与B的乘积（符合矩阵乘积原则A的列数与13的行数相等）ans =1234注意：请人家在E盘建一个目录(imp),在每次启动时都要将这个目录加入到 MATLAB的搜索路径中，添加的方法为F订e——Set Path——Tool---Add Path3、MATLAB中图象数据的读取A、 imreadimread函数用于读入各种图象文件，具一般的用法为［X, MAP］二imread ( filename ,

例：［X, MAP］二imread ( flowers, tifJ，‘ tif);例：［X, MAP］二imread ( canoe, tif?)B> imwritcimwrite函数用于输出图象，其语法格式为：imwri te(X, map, fil ename, fmt)imwrite(X, map, filename, fmt)按照fmt指定的格式将图象数据矩阵X和调色板 map写入文件filenameC、 imfinfoimfinfo函数用于读取图象文件的有关信息，其语法格式为imfinfo(filename, fmt)imfinfo融数返冋一个结构info,它反映了该图象的各方面信息，其主要数据包 括：文件名(路径)、文件格式、文件格式版本号、文件的修改时间、文件的大 小、文件的长度、文件的宽度、每个像素的位数、图象的类型等例：imfinfo( rice・ tif，) ans =Filename:C:\MATLAB6p5\toolbox\images\imdemos\ricc. tifFileModDate: 26-Oct-1996 06:ll:58,FileSize65966FormattifFormatVersion[]Width256Height256BitDepth8ColorTypegrayscaleFormatSignature[73 73 42 0]ByteOrderlittle~endian，NewSubfileType0BitsPerSample8CompressionUncompressedPhotom ct rid nt erpretati onBlacklsZero，StripOffsets[8x1 double]SamplesPerPixel1RowsPerStrip32StripByteCounts[8x1 double]XResolution72YResolution72ResolutionUnitInchColormap[]P1anarConfigurat i onChunkyTileWidth[]TileLength□TileOffsets[]TileByteCounts[]Orientation1FillOrder1GrayRcsponscUnit:0.0100MaxSamplcValue: 255Mi nSampleVaiue: 0Thresholding: 1ImageDescription: [1x166 char]4、 MATLAB中图象文件的显示imshowimshow函数是最常用的。