案例研究：“数字图像处理”实验指南2013_数学_小学教育_教育领域

“数字图像处理”实验指南书山东建筑大学信息与电气工程学院2013年3月目录实验代码…………………………………………………………1实验一图像增强和平滑…………………………………………………………2实验二图像分割和边缘检测………………………………………… 5实验3图像几何变换…………………………………………7实验4图像形态处理………………………………………………9实验5频率领域转换…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………14 ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………16教学，通过实践培养学生的学风，提高实践技能，确保人员和设备安全，制定了以下规则：1.实验前，您必须仔细预览并了解实验的目的，实验的原理，实验路线，实验步骤和要测量的物理量。熟悉实验相关设备的目的，使用方法和注意事项。可以回答老师的问题。 2.每个实验组应选出一名负责人，在实验过程中应认真分工，轮流担任记录员和操作员，以便每个人都能得到更全面的培训。

连接实验线后，每组学生应自行检查，然后指示老师进行检查，检查正确后即可接通电源。更换线路之前必须断开电源，以免触电和损坏仪器。更改后的行仍需要老师检查。 3.实验时，应遵循老师的指导，严格遵守实验程序，如实记录实验数据，积极思考和分析实验中发生的现象。如果在实验过程中发生事故，请立即关闭电源，保留现场，并及时报告给教员以进行处理。如果任何仪器或设备损坏，请填写事故原因和损失报告。 4.实验结束后，应立即关闭电源，并将实验记录移交给指导员进行检查，然后才能拆除线路。如果发现实验记录不正确和错误，则应立即重复进行。所有仪器，仪表，工具和电线都必须正确布置。您只有在被教员计数后才能离开实验室。 5.照顾公共财产。未经授权，不得带出实验室中的所有仪器，工具，设备等。如果在实验过程中需要更换仪器，仪表，工具，组件等，则必须征得指导老师的同意。请勿擅自更改或带走其他物品。未经许可，不得拆卸实验中使用的仪器和设备。 6.做实验时，必须认真，注意礼貌和礼貌，保持安静和整洁的房间，不要随地吐痰和扔杂物。实验结束后清洗实验室。 7.撰写实验报告时，语言应简明扼要，文字应正确无误，图纸应正规。实验报告通常应包括以下内容：（1)实验目的；所用仪器，仪表和设备的名称和规格；实验电路的。

（2)实验项目（无需复制说明书中的详细信息）；测试记录表；波形图和现象记录。[3)实验数据分类，计算结果以及根据实验绘制的曲线（4)实验分析应包括与理论计算和现象分析的比较。8.关于实验评估：实验班学生的实际技能水平和实验报告的质量是评估实验结果的标准。由于各种原因，缺乏实验和缺乏实验报告，实验结果将受到影响实验1图像增强和平滑1.实验目的和要求1.了解MATLAB的工作环境和基本功能2.掌握MATLAB中的图像增强和处理方法如何使用平滑函数3.加深对图像增强算法原理的理解音调和平滑。二、实验内容（一）研究以下程序并分析程序功能；输入并执行各种命令行，并仔细观察命令执行的结果。熟悉。调用程序中所用函数的方法，更改相关参数，并观察测试结果（每个程序都可以保存为.m文件）1.直方图均衡化全部清除；关闭所有％清除所有变量的MATLAB工作区，并关闭打开的图形窗口。I= imread（' pout.tif'）;％读取样本图像的pout.tif'，并将其存储在inimshow（I）％一个名为I的数组中。显示图像，imhist（I）％创建图像的直方图并以％显示一个新的图形窗口。[I2，T] = histeq（I）;％直方图均衡化。图像imshow（I 2)％在一个新的图形窗口中显示新的均衡图像I2。图像imhist（I2)％创建均衡图像I2.figure，plot（（0:255)/ 255，T）;％绘制变换曲线的直方图.imwrite（I2，'pout2.png'）;％写n稍微调整后的图像I2到名为％'pout2.png'.imfinfo（'pout2.png'）％的磁盘文件中。检查新写入文件的内容。2.直接进行灰度转换，清除所有内容；关闭所有我= imread（'cameraman.tif'）; J = imadjust（I，[00.2]，[0.5 1]）; imshow（I）图，imshow（J）[X，map] = imread（'forest.tif'）;图，imshow（X，map）I2 = ind2gray（X，map）; J2 = imadjust（I2，[]，[]，0.5);图，imshow（I 2)注：imadjust（）功能：调整图像灰度值或颜色映射表，并实现伽玛校正。

语法：J = imadjust（I，[low_in high_in]，[low_out high_out]，gamma）newmap = imadjust（map，[low_in high_in]，[low_out high_out]，gamma）RGB2 = imadjust（RGB1，... ）图，imshow（J 2) J3 = imadjust（I2，[]，[]，1.5);图，imshow（J 3) help imadjust％显示imadjust（）函数信息。3.空域）平滑过滤（模糊，去噪）清除所有；关闭所有I = imread（'eight.tif'）; h1 =一（3，3) / 9; h2 =一（5，5) / 25; I1 =过滤器（I，h 1); I2 = imfilter（I，h 2);图（1)，imshow（I），标题（'原始图像​​'）；图（2)，imshow（I 1) ，title（'具有3 * 3'的滤波图像，图（3)，imshow（I 2)，title（'具有5 * 5'的滤波图像）％添加高斯噪声J1 = imnoise（I，'gaussian'， 0，0.00 5);％添加盐和胡椒粉噪声J2 =杂音（I，'盐和胡椒粉'，0.0 2);％对J1、J2执行平均平滑过滤K1 =过滤器（J1，fspecial（'average'，3)）; K2 = imfilter（J2，fspecial（'average'，3)）;图（4);子图（2,2，1)，imshow（J 1)，标题（“高斯”）；子图（2,2，2)，imshow（J 2)，title（'salt＆pepper'）; subplot（2,2，3)，imshow（K 1)，title（'average'）; subplot（2,2，4)，imshow（K 2);％J1、J2的中值滤波） K3 = medfilt2（J1，[3 3]）; K4 = medfilt2（J2，[3 3]）;图（5);子图（2,2，1)，imshow（J 1)，title（' gaussian'）; subplot（2,2，2)，imshow（J 2)，title（'salt＆pepper'））; subplot（2,2，3)，imshow（K 3)，title（'中值过滤'）;子图（2,2，4)，imshow（K 4) 4。空间锐化过滤器清除所有;关闭所有I = imread（'moon.tif'）; w = fspecial（'laplacian'，0)w8 = [1,1,1; 1，-8,1; 1,1,1] I1 = imfilter（I，w，'replicate'）; Figure（1); imshow（I），title （'原始图像​​'）;图（2)，imshow（I 1)，title（'拉普拉斯图像'）; f = im2double（I）; f1 = imfilter（f，w，'replicate'）;图（ 3)，imshow（f1，[]），标题（“拉普拉斯图像”）； f2 = imfilter（f，w8，“复制”）； f4 = f-f1； f8 = f-f2；图形（4) ，imshow（f 4);图（5)，imshow（f8);（二））使用MATLAB低阶函数编程来实现1.灰度变换的动态范围扩展假定灰度范围原始图像的f（x，y）的[a，b]为[a，b]，希望将变换后的图像g（x，y）的灰度级扩展到[c，d]时，线性变换可以表示为：g（x，y）？ D吗C [f（x，y）？一种]？ b？一个。

观察图像'pout.tif'的灰度直方图，选择适当的参数[a，b]，[c，d]对图像'pout.tif'进行灰度转换，以获得令人满意的视觉效果。 2.锐化蒙版和高强度过滤。从原始图像中减去未锐化（平滑）的图像的过程称为“锐化蒙版”。基本步骤是：（1）对原始图像进行平滑和滤波以获得模糊图像f（x，y）； from从原始图像中减去模糊图像，得到的差异图像称为模板gmask（x，y）； ⑶将模板添加到原始图像中以获得清晰的图像g（x，y）。也就是说，gmask（x，y）？ F（x，y）-f（x，y）g（x，y）？ F（x，y）？ K？蒙版（x，y）; k？ 1使用MATLAB函数编程实现以上功能。三、实验设备1. PIII以上的微型计算机； 2。 MATLAB6.5及更高版本；四、预览与思考1.预览实验内容，阅读教科书以熟悉实验原理； 2。检查信息，并熟悉MATLAB的操作环境和基本功能。熟悉实验中涉及的相关功能。 3.利用空闲时间，使用MATLAB低级函数编程来实现实验内容（二）中的灰度线性变换。4.您能否给出其他方法来实现示例程序的功能？五、实验报告要求1.简介实验的目的和原理；2.描述程序各部分的功能，更改相关功能的参数，分析并比较实验结果；3.打印退出书面的实验程序。

4.写下该实验的经验和意见。实验二图像分割和边缘检测一。实验目的和要求1.使用MATLAB研究图像分割和边缘检测的通用算法原理； 2。 2.掌握使用MATLAB图像域值的分割和边缘检测功能； 3。了解边缘检测的算法和用法，并比较Sobel，Prewitt和Canny等运算符在边缘检测中的差异。二、实验内容（一）研究以下程序并分析程序功能；输入并执行各种命令行，并仔细观察命令执行的结果。熟悉程序中使用的函数的调用方法，更改相关参数，并观察测试结果1.图像阈值分割全部清除，全部关闭； I = imread（'rice.tif'）;图（1)，imshow（I）图（2); imhist（I）T = 120/255; Ibw1 = im2bw（I，T）; Figure（3); subplot（1,2，1)，imshow（Ibw 1); T = graythresh（I）; L = uint8（T * 25）; 5)％选择阈值T = 120/255对图像进行二值化；％使用Otsu方法计算对图像进行二值化的最佳阈值T； Ibw2 = im2bw（I，T）;子图（1,2，2)， imshow（Ibw 2); help im2bw; help graythresh;（使T取不同的值，重做上述实验，观察实验结果）。2.边缘检测清除所有，关闭所有； I = imread（'ric。 tif'）; BW1 = edge（I，'sobel'）; BW2 = edge（I，'canny'）; BW3 = edge（I，'prewitt'）; BW4 = edge（I，'roberts'）; BW5 = edge（I，'log'）;图（1)，imshow（I），标题（'原始图像​​'）；图（2)，imshow（BW 1)，标题（'sobel'）；图（3)，imshow（BW2)，title（'canny'）;图（4)，imshow（BW 3)，title（'prewitt'）;图（5)，imshow（BW 4)，title（'roberts'）;图） （6)，imshow（BW 5)，title（'log'）;％完成上述测试后，请检查函数edge（）的指令。

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