数字图像处理实验 matlab 图像增强 边缘检测 图像操作

实验1 点运算和直方图处理

实验目的

1. 掌握利用Matlab图像工具箱显示直方图的方法

2. 掌握运用点操作进行图像处理的基本原理。

3. 进一步理解利用点操作这一方法进行图像处理的特点。

4. 掌握利用Matlab图像工具箱进行直方图均衡化的基本方法。

实验的硬件、软件平台

硬件： 计算机

软件： 操作系统：WINDOWS 2000

应用软件：MATLAB

实验内容及步骤

1. 了解Matlab图像工具箱的使用。

2. 利用Matlab图像工具箱对图像进行点操作，要求完成下列3个题目中的至少2个。

⑴ 图1灰度范围偏小，且灰度偏低，改正之。

⑵ 图2暗处细节分辨不清，使其能看清楚。

⑶ 图3亮处细节分辨不清，使其能看清楚。

图1 图2 图3

3. 给出处理前后图像的直方图。

4. 利用MatLab图像处理工具箱中函数对以上图像进行直方图均衡化操作，观察结果。

思考题

1. 点操作能完成哪些图像增强功能？

2. 直方图均衡化后直方图为何并不平坦？为何灰度级会减少？

实验报告要求

1．对点操作的原理进行说明。

2．给出程序清单和注释。

3．对处理过程和结果进行分析(包括对处理前后图像的直方图的分析)。

实验2 图像平滑实验

一、实验目的

1．通过实验掌握图像去噪的基本方法；

2．学会根据情况选用不同方法。

二、实验的硬件、软件平台

硬件：计算机

软件：操作系统：WINDOWS 2000

应用软件：MATLAB

三、实验内容及要求

1．实验内容

请在如下面方法中选择多个，完成图像去噪操作，并进行分析、比较。

(1)对静态场景的多幅图片取平均；

(2)空间域模板卷积(不同模板、不同尺寸)；

(3)频域低通滤波器(不同滤波器模型、不同截止频率)；

(4)中值滤波方法。

2．实验要求

(1)图片可根据需要选取；

(2)对不同方法和同一方法的不同参数的实验结果进行分析和比较，如空间域卷积模板可有高斯型模板、矩形模板、三角形模板和自己根据需求设计的模板等；模板大小可以是3×3，5×5，7×7或更大。频域滤波可采用矩形或巴特沃斯等低通滤波器模型，截止频率也是可选的。

(3)分析比较不同方法的结果。

四、思考题

1．不同空间域卷积器模板的滤波效果有何不同？

2．空间域卷积器模板的大小的滤波效果有何影响？

3．用多幅图像代数平均的方法去噪对图像有何要求？

4．不同频域滤波器的效果有何不同？

五、实验报告要求

1．列出程序清单并进行功能注释；

2．说明不同方法去噪效果；

3．对去噪方法进行详细分析对比。

实验三 图像的边缘检测

一、实验目的

1．进一步理解边沿检测的基本原理。

2．掌握对图像边沿检测的基本方法。

3．学习利用Matlab图像工具箱对图像进行边沿检测。

二、实验原理

边缘检测在图像处理中可分为空域下的操作和频域下的操作。本实验以空域下的操作为主要实验内容，其他方法同学们可以在课后自行实验。空域下的图像边缘检测主要应用的是领域运算。

三、实验要求

对边缘检测的要求：使用Matlab图像处理工具箱中的不同方法对下图的边缘进行提取；注意观察不同操作对垂直方向、水平方向、斜方向的提取效果有何区别；注意观察提取后的边界是否连续，若不连续可采用什么方法使其连续。

四、实验步骤

1．打开计算机，启动MATLAB程序；

2．调入实验指导书所示的数字图像，利用MATLAB图像工具箱中已有函数进行编程以实现图像的边缘检测；

3．显示原图和处理过的图像。

4．记录和整理实验报告

五、实验仪器

1．计算机；

2．MATLAB程序；

3．记录用的笔、纸。

六、实验报告要求

1．对所使用的图像边沿检测方法的原理进行说明。

2．给出程序清单和注释。

3．对不同处理方法进行说明、比较。

附录：Matlab图像处理简介

一、Matlab运行环境简介

1．启动Matlab

可由下列方法之一进入Matlab命令行窗口：

(1)开始 → 程序 → Matlab。

(2)双击桌面Matlab图标。

2．编制、运行Matlab程序

可用下列方法之一编制和运行Matlab程序，建议使用第二种方法。

(1)命令行窗口中直接输入Matlab命令，按“回车”键后执行。

(2)选择菜单条中的“File → Open (或New)进入Matlab程序编辑器，在编辑器中编辑程序。

命令行以“，”或“；”结尾。以“，” 结尾运行时显示该命令运行结果，以“；” 结尾不显示该命令运行结果。

注释前加“%”。

运行操作可使用命令快捷键。

二、图像文件的读、写和显示

1．图像文件的读取

读图像文件的函数格