数字图像处理实验报告.docx

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数字图像处理实验报告

《数字图像处理上机》

实验报告

班级:

电信1101

XX:

XXXXXX

学号:

0703110107

数字图像处理上机实验

1、实验目的

了解matlab软件/语言，学会使用matlab的图像处理工具箱（ImageProcessingToolbox）,使学生初步具备使用该软件处理图像信息的能力，并能够利用该软件完成本课程规定的其他实验和作业。

熟悉常用的图像文件格式与格式转换；熟悉图像矩阵的显示方法（灰度、索引、黑白、彩色）；熟悉图像矩阵的格式转换。

，学会使用MatLab对图像作滤波处理，使学生有机会掌握滤波算法，体会滤波效果。

了解几种不同滤波方式的使用和使用的场合，培养处理实际图像的能力.

2、实验要求

学生应当基本掌握matlab的操作，掌握matlab图像处理工具箱中最常用的函数用法。

练习图像读写命令imread和imwrite并进行图像文件格式之间的转换。

学生应当完成对于给定图像+噪声，使用平均滤波器、中值滤波器对不同强度的高斯噪声和椒盐噪声，进行滤波处理；能够正确地评价处理的结果；能够从理论上作出合理的解释。

3、实验内容及步骤

1、图像的显示与格式转换

（1）学习matlab的基本操作；

（2）使用imread函数读入图像；

（3）使用figure函数创建窗口；

（4）使用image或imshow函数显示图像；

（5）使用colorbar函数在图像的右侧显示图像的亮度条。

2、图像的滤波

（1）考察平均滤波器对高斯噪声污染的图象去噪效果；

（2）考察中值滤波器对高斯噪声污染的图象去噪效果；

（3）考察平均滤波器对椒盐噪声污染的图象去噪效果；

（4）考察中值滤波器对椒盐噪声污染的图象去噪效果。

（5）考察滤波器模板大小对平均滤波器滤波效果的影响；

（6）考察滤波器模板大小对中值滤波器滤波效果的影响；

3、图像的频域变换

在Matlabworkspace中生成一幅大小为256×256像素的8位灰度图,背景为黑色，中心有一个宽80像素高40像素的白色矩形。

对其做傅立叶变换，将该图像做30度旋转，再做傅立叶变换，查看两次频谱结果的差异。

4、在Matlab环境中，首先读取自带的cameraman.tif图像，然后调用灰度均衡函数，设置相关参数，再输出处理后的图像。

4、实验结果记录

一、图像的显示与格式转换

使用imread函数读入图像，使用image或imshow函数显示图像并加入亮度条：

旋转变换：

二、图像的滤波

（1）考察平均滤波器对高斯噪声污染的图象去噪效果

加入高斯噪声后的图像与原图像的对比：

模板不同得出的滤波效果不一样：

模板为12*12的中值滤波：

3*3模板中值滤波：

三、图像的频域变换

在Matlabworkspace中生成一幅大小为256×256像素的8位灰度图,背景为黑色，中心有一个宽80像素高40像素的白色矩形。

对其做傅立叶变换，将该图像做30度旋转，再做傅立叶变换，查看两次频谱结果的差异。

程序如下：

结果图如下：

四、在Matlab环境中，首先读取自带的cameraman.tif图像，然后调用灰度均衡函数，设置相关参数，再输出处理后的图像。

程序如下：

结果如下：

 5、实验思考题分析

（1）简述matlab软件特点

1）高效的数值计算及符号计算功能，能使用户从繁杂的数学运算分析中解脱出来；2）具有完备的图形处理功能,实现计算结果和编程的可视化;3）友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言，使学者易于学习和掌握；4）功能丰富的应用工具箱（如信号处理工具箱、通信工具箱等）,为用户提供了大量方便实用的处理工具。

（2）matlab软件可以支持哪些图像文件格式？

1）JPEG（JointPhotogyaphicExpeytsGroup）：

一种称为联合图像专家组的图像压缩格式。

2）BMP（WindowsBitmap）：

有1位、4位、8位、24位非压缩图像，8位RLE（RunlengthEncoded）的图像。

文件内容包括文件头（一个BITMAPFILEHEADER数据结构）、位图信息数据块（位图信息头BITMAPINFOHEADER和一个颜色表）和图像数据。

3）PCX（WindowsPaintbrush）：

可处理1位、4位、8位、16位、24位等图像数据。

文件内容包括文件头、图像数据和扩展色图数据。

4）TIFF（TaggedIamgeFileFormat）：

处理1位、4位、8位、24位非压缩图像，1位、4位、8位、24位packbit压缩图像，1位CCITT压缩图像等。

文件内容包括文件头、参数指针表与参数域、参数数据表和图像数据四部分。

5）PNG（PortableNetworkGraphics）：

包括1位、2位、4位、8位和16位灰度图像，8位和16位索引图像，24位和48位真彩色图像。

6）GIF（GraphicsInterchangeFormat）：

任何1位到8位的可交换的图像。

7）HDF（HierarchialDataFormat）：

有8位、24位光栅图像数据集。

8）ICO（WindowsIconresource）：

有1位、4位、8位非压缩图像。

9）CUR（WindowsCursorresource）：

有1位、4位、8位非压缩图像。

10）XWD（XWindowsDump）：

包括1位、8位Zpixmaps，XYBitmaps，XYPixmmmaps。

11）RAS（SunRasterimage）：

有1位bitmap、8位索引、24位真彩色和带有透明度的32位真彩色。

12）PBM（PortableBitmap）。

13）PGM（PortableGraymap）。

14）PPM（PortablePixmap）。

（3）说明函数imread的用途格式以及各种格式所得到的图像的性质。

常用调用格式及说明如下：

A=imread（filename,fmt）

[X,map]=imread（filename,fmt）

[...]=imread（filename）

[...]=imread（URL,...）

[...]=imread（...,idx）（CUR,GIF,ICO,andTIFFonly）

[...]=imread（...,'PixelRegion',{ROWS,COLS}）（TIFFonly）

[...]=imread（...,'frames',idx）（GIFonly）

[...]=imread（...,ref）（HDFonly）

[...]=imread（...,'BackgroundColor',BG）（PNGonly）

[A,map,alpha]=imread（...）（ICO,CUR,andPNGonly

（4）结合实验内容，定性评价平均滤波器/中值滤波器对高斯噪声和椒盐噪声的去噪效果？

通过上述实验结果可以看出，对于椒盐噪声，中值滤波能在去除噪声的同时较好的保持图像边缘，而均值滤波的效果却不佳。

对于高斯噪声，均值滤波法的效果更好。

（5）结合实验内容，定性评价滤波窗口对去噪效果的影响。

由实验可看出滤波窗口越大去噪效果越好，越小效果越不好。