(2016版)图像处理实验2郭振军
(2016版)图像处理实验3报告
实验三、图像压缩编码技术一、实验目的1、理解有损压缩和无损压缩的概念；2、理解图像压缩的主要原则和目的；3、了解几种常用的图像压缩编码方式；4、利用MATLAB程序进行图像压缩编码。
二、实验原理1、图像压缩原理图像压缩主要目的是为了节省存储空间，增加传输速度。
图像压缩的理想标准是信息丢失最少，压缩比例最大。
不损失图像质量的压缩称为无损压缩，无损压缩不可能达到很高的压缩比；损失图像质量的压缩称为有损压缩，高的压缩比是以牺牲图像质量为代价的。
压缩的实现方法是对图像重新进行编码，希望用更少的数据表示图像。
信息的冗余量有许多种，如空间冗余，时间冗余，结构冗余，知识冗余，视觉冗余等，数据压缩实质上是减少这些冗余量。
高效编码的主要方法是尽可能去除图像中的冗余成分，从而以最小的码元包含最大的图像信息。
编码压缩方法有许多种，从不同的角度出发有不同的分类方法，从信息论角度出发可分为两大类。
（1）冗余度压缩方法，也称无损压缩、信息保持编码或熵编码。
具体说就是解码图像和压缩编码前的图像严格相同，没有失真，从数学上讲是一种可逆运算。
（2）信息量压缩方法，也称有损压缩、失真度编码或烟压缩编码。
也就是说解码图像和原始图像是有差别的，允许有一定的失真。
应用在多媒体中的图像压缩编码方法，从压缩编码算法原理上可以分为以下3类：（1）无损压缩编码种类哈夫曼（Huffman）编码，算术编码，行程（RLE）编码，Lempel zev编码。
（2）有损压缩编码种类预测编码，DPCM，运动补偿；频率域方法：正交变换编码(如DCT)，子带编码；空间域方法：统计分块编码；模型方法：分形编码，模型基编码；基于重要性：滤波，子采样，比特分配，向量量化；（3）混合编码。
有JBIG，H.261，JPEG，MPEG等技术标准。
本实验主要利用MATLAB程序进行赫夫曼（Huffman）编码和行程编码（Run Length Encoding， RLE）。
三、实验内容1、实现基本JPEG的压缩和编码分三个步骤：（1）首先通过DCT变换去除数据冗余；（2）使用量化表对DCT系数进行量化；（3）对量化后的系数进行Huffman编码。
图像处理3个实验内容
图像处理实验报告格式一、封皮的填写：（1）实验课程名称：图像处理（2）实验名称：按顺序填写图像的二维离散傅立叶变换、图象的增强、图像二值化（3）年月：二、纸张要求：统一采用A4大小纸张，左侧装订，装订顺序与实验顺序一致。
三、书写要求：（1）报告除实验图像可以打印外，其余均须手写。
（2）实验图像及结果图像可以打印，图像均位于实验结果与分析部分，图像打印于纸张上部，下部空白处手写实验分析。
（3）报告中图要有图序及名称，表要有表序及名称，每个实验的图序和表序单独标号，具体格式参照毕业设计手册。
不合格者扣除相应分数。
（4）每个实验均需另起一页书写。
四、关于雷同报告：报告上交后，如有雷同，则课程考核以不及格处理。
五、报告撰写格式及实验内容如下：实验一图像的二维离散傅立叶变换一、实验目的掌握图像的二维离散傅立叶变换以及性质二、实验要求1)建立输入图像，在64⨯64的黑色图像矩阵的中心建立16⨯16的白色矩形图像点阵，形成图像文件。
对输入图像进行二维傅立叶变换，将原始图像及变换图像（三维、中心化）都显示于屏幕上。
2)调整输入图像中白色矩形的位置，再进行变换，将原始图像及变换图像（三维、中心化）都显示于屏幕上，比较变换结果。
3)调整输入图像中白色矩形的尺寸（40⨯40，4⨯4），再进行变换，将原始图像及变换图像（三维、中心化）都显示于屏幕上，比较变换结果。
三、实验仪器设备及软件HP D538、MATLAB四、实验原理以自己的语言结合课堂笔记进行总结，要求过程推导清晰明了。
五、实验步骤及程序实验步骤、程序流程、实验源程序齐全（全部手写）六、实验结果与分析实验二图像的增强一、实验目的1)掌握在计算机上进行直方图统计，以及直方图均衡化、线性变换的图像增强的方法2)掌握在计算机上进行图象平滑、图象锐化特别是中值滤波平滑及拉普拉斯算子锐化的方法二、实验要求1)显示图像（cameraman.tif）及灰度直方图。
2)对指定图像（cameraman.tif）进行直方图均衡化和线性变换，将原始图像及增强后的图像都显示于屏幕上，比较增强的效果。
实验二遥感图像的几何校正与镶嵌实验报告
实验二遥感图像的几何校正与镶嵌实验报告实验目的：通过本实验熟练操作遥感图像处理的专业软件进行基础图像处理，包括图像几何校正、镶嵌等。
实验容：1、熟悉图像几何校正、镶嵌的基本原理；2、学习图像几何校正具体操作；3、学习图像镶嵌正具体操作。
本实验的图像几何校正是通过“像图配准”的方式获取地面控制点的方里网坐标的，并对传统的从纸质地形图上量算坐标的方法进行改进，利用Auto CAD或Photoshop等软件从扫描后的电子地形图上直接量算坐标。
实验步骤：第一步、熟悉图像几何校正、镶嵌的基本原理第二步、图像几何校正运行PCI，选择GCPWorks模块，在Source of GCPs选择User Entered Coordinates（用户输入投影坐标系统），点击Accept后，弹出校正模块：选择第一项加载需要校正的图像（由实验一方法导出的125-42.pix）->点击Default->Load & Close->得到下图：选择第二项，选择Other确定投影系统：注意输入6度带的中央经度与向东平移500公里（500000米）：点击Earth Model确定地球模型：点击Accept：选择第三项采集地面控制点。
在采集地面控制点之前，利用Photoshop软件打开扫描后的电子地形图。
分别在遥感图像和地形图中找到一个同名点，如下图（可以用放大遥感图）。
然后在地形图中量算出该点的坐标，精确到米，X坐标为6位（要去掉2位6度带的带号），Y坐标7位（运用测出）。
再将坐标输入到GCP编辑窗口中，并点击Accept as GCP接受为一个控制点。
用同样的方法采集更多的地面控制点。
注意：前三个点不显示误差，从第四个点开始才出现误差。
一般要求选择15个以上控制点，并且各点的误差<1个像元，将误差过大的点删除，直到误差<1个像元为止。
最后，关闭GCP编辑窗口，选择第五项（如果对整个图像进行几何校正，则第四项可以省略），执行几何校正。
图象处理实验指导书终
实验一图像变换（验证性）1.实验目的熟悉图像的二维离散余弦变换和反变换；熟悉图像的二维离散傅立叶变换和反变换；2.实验内容图像的二维离散余弦变换和反变换及二维离散傅立叶变换和反变换熟悉下列模块函数:rgb2gray - Convert RGB image or colormap to grayscale.uint8 -Convert to unsigned 8-bit integer.dct2 - Compute 2-D discrete cosine transform.idct2 - Compute 2-D inverse discrete cosine transform.fft2 -Two-dimensional discrete Fourier Transformfftshift - Shift zero-frequency component to center of spectrumifftshift - Inverse fftshiftifft2 - Two-dimensional inverse discrete Fourier transform3.原理傅立叶变换是对线性系统进行分析的一个有力工具，它将图像从空域变换到频域，是我们能够定量地分析诸如数字化系统、采样点、电子放大器、卷积滤波器、噪声、显示点等的作用（效应）。
把傅立叶变换的理论同其物理解释相结合，将有助于解决大多数图像处理问题。
在数字图像处理中，输入图像和输出图像通常都是二维的，一般表示成二维数字矩阵，因此，这里直接讨论二维傅立叶变换、二维DFT、二维FFT。
二维M×N的DFT变换和逆DFT变换分别定义如下∑∑-=-=--=101)/2()/2(),(),(M i N k nk N j mi M j e e k i f n m F ππ其中，m=0，1，…，M-1；n=0，1，…，N-1。
∑∑-=-==1010)/2()/2(),(1),(M m N n nk N j miM j e en m F NMk i f ππ其中，m=0，1，…，M-1；n=0，1，…，N-1。
遥感图像处理实验报告_2
遥感图像处理实验报告班级 11资环姓名学号实验专题实验室 F楼机房成绩评定教师签字专题一: DEM图像进行彩色制图 (2)（叙述制图过程并把自己处理结果加载到本文档里）专题二: TM与SPOT数据融合 (3)（叙述该过程并处理结果加载到本文档里。
注意用两种方法融合的过程）专题三: 航片的配准与镶嵌 (4)（叙述该过程并处理结果加载到本文档）专题四: 切取某研究区域的操作 (5)（具体要求：卫星影象叠加, 选择其中三波段彩色合成, 采用ROI切取研究区）专题五: 地图制图的方法 (6)（主要是快速制图。
并任选一样例加载制图后结果）专题六: 使用ENVI进行三维曲面的浏览与飞行 (7)（叙述该过程并处理结果加载到本文档里）专题七: 监督分类试验（任选一种监督分类方法, 并叙述 (8)（其过程将其结果加载到本档里）。
实验专题: 专题一: DEM图像进行彩色制图1.加载一幅DEM的灰度图像, 使用系统默认的IDL颜色表来调整屏幕的颜色表。
2.给生成的彩色图像添加图名、格网、比例尺、灰度条、等高线及数值等信息。
3、调整位置, 保存图像。
结果如下图1、实验专题: 专题二: TM与SPOT数据融合2、主图象窗口选择Transform > Image Sharpening > HSV, 从一个打开的彩色图像中选择三个波段进行变换。
3、对原DEM图像进行拉伸处理。
3.将HSV图像重新转换为RGB图像。
分别对应H-R,S-G,拉伸图像-B。
4.加载最终图像, 并保存结果。
结果如图所示:1、实验专题: 专题三: 航片的配准与镶嵌2、加载两幅图像, 其中一幅作为base image, 一幅作为warp image。
3、在主菜单Registration里的Select GCP(Ground Control Points)来选择地面控制点, 并调整误差。
4、执行图像—地图配准。
5、图像镶嵌。
执行Map> Mosaicking > Pixel Based。
实验二 图像增强处理实习报告
实验二图像增强处理实习报告1.实验目的和内容1.1.实验目的掌握图像合成和显示增强的基本方法，理解存储的图像数据与显示的图像数据之间的1.2.实验要求熟练根据图像中的地物特征进行图像合成显示、拉伸、图像均衡化等显示增强操作。
理解直方图的含义，能熟练的利用直方图进行多波段的图像显示拉伸增强处理。
1.3.软件和数据ENVI 软件。
TM 图像数据。
上次实验合成后的图像数据文件AA。
1.4.实验内容图像的彩色合成显示图像的基本拉伸方法图像均衡化方法图像规定化2.实验过程通过合成和拉伸增强显示图像中的信息。
2.1.图像合成图像合成方法：伪彩色合成、彩色合成两种方式。
其中彩色合成包括：真彩色合成、假彩色合成、模拟真彩色合成。
操作：使用（4，3，2）进行RGB 合成显示图像。
图像窗口为#1。
移动图像窗口的红色选框到玄武湖，将光标十字放在红框内，双击，显示光标位置窗口。
该窗口中出现了Scrn 和Data，二者后面的RGB 的值是不同的。
2.1.1伪彩色合成在新的窗口显示第4 波段图像，窗口为#2。
操作：菜单：窗口菜单Tools-Color Mapping-Density slice…，选择Band 4，确定。
在“Density Slice”窗口中，点击“应用”按钮，窗口#2 的图像变成了彩色。
设置默认的分级数为3 个：在“Density Slice”窗口，点击Options-Set number of default range,输入3，确定。
点击Options-Apply default range，点击Apply 按钮。
查看窗口#2 内的变化。
重复上面步骤，设置分级数为10，查看图像的变化。
基本的特征是：长江是绿色的，玄武湖是红色的。
在新的窗口显示波段4，窗口编号为#3。
菜单：窗口菜单Tools-Color Mapping-ENVI Color table…依次点击Color Tables 下的颜色方案列表，查看#3 图像的变化。
图像处理实验报告
实验报告（理工类）2011 至2012 学年度第一学期课程名称图像处理系别班级10土木建筑系建筑学班学号**********姓名陈孝飞授课教师周艳艳指导教师周艳艳实验项目一：奥运五环的制作同组者：无填写日期：2011.12.14实验日期：2011.11.20别选择黄色和绿色环向下拉形成奥运五环形状6.选择蓝色图层，点击工具箱路径选择工具，右击蓝色图层建立区域再确定，再反向（菜单栏的反向或者ctrl+shift+i），选择黄色图层，添加图层蒙版，把前后景色设置为白和黑，运用画笔工具轻轻绘一下蓝色和黄色左下角交接的地方，这时两个环已经连接套在一起了7.（两两环套在一起跟上面同理）选择黄色图层，选择反向（ctrl+shift+i）此图层，再选择黑色图层。
添加图层蒙版，运用画笔工具把黄黑色环上面交接地方轻轻绘一下，因此黄黑两环也套在了一起了。
8，运用黑色图层，选择反向（ctrl+shift+i）此图层，再选择绿色图层，添加图层蒙版。
运用画笔工具把黑绿色环下面交接地方轻轻绘一下，因此绿黑两环也套在了一起了。
9.选择绿色图层，，选择反向（ctrl+shift+i）此图层，再选择红色图层，添加图层蒙版。
运用画笔工具把绿红色环下面交接地方轻轻绘一下，因此绿红色也套在了一起了。
现在的奥运五环就这样做好了。
一、实验结果分析（可另加附页）通过这次的奥运五环制作，可以初步了解到在制作一个较为简单的图像的时候，图像中的图层和蒙版的重要性。
以及运用这些工具对我们制作出图像的必要性。
都离不开这样的过程。
对于这次的奥运五环的制作，其实还是有不同的方法来实验项目二：一寸证件照同组者：无填写日期：2011.12.14实验日期：2011.11.20工具】按住Alt 键再进行选择将该处选区减去。
6.得到人像选区。
使用【反选】命令反选选区，并使用【收缩】命令稍微收缩选区，得到人物头像的选区。
7.羽化选区。
为使交界更加自然，使用【羽化】命令稍微羽化选区。
遥感图像处理实验2
实验三：文件大小的计算
一、实验目的：利用ENVI4.2软件计算文件的大小。
二、实验的详细步骤及图示如下：
（一）选择已经打开的原始文件
（二）点击窗口中的header.dat
（三）点击Edit Header出现计算界面
（三）利用公式：图像文件大小＝图像行数×图像列数×每
个像素的字节数×波段数×辅助参数，故图像文件大小＝6727×5733×6＝231395346
三、实验结束，已经计算出了图像的大小。
实验四：文件的保存
一、实验目的：利用软件ENVI4.2将载入的假彩色（4，3，2）波
段合成并保存成Image文件。
一、实验的详细步骤及图示如下：
（一）按照文件的打开操作，打开文件。
（二）选择合成方法，按照4,3,2合成图像
（四）合成后点击load RGB,预览合成的图像。
（五）点击File菜单中的Save File as
(六）点击其中的ERDAS IMAGINE
(七）双击文件
（八）选择路径并保存
三、实验结束。
数字图像处理实验(全完整答案)
实验一常用MATLAB图像处理命令一、实验目得1、熟悉并掌握ＭAＴLＡB工具得使用;2、实现图像得读取、显示、代数运算与简单变换。
二、实验环境MAＴLAB ６。
５以上版本、ＷIN XP或WＩN2000计算机三、常用函数●读写图像文件1 imrｅadimreａd函数用于读入各种图像文件,如:ａ=imread(＇ｅ:\ｗ0１。
tif')2 imｗrｉtｅiｍｗriｔe函数用于写入图像文件,如:imｗrｉtｅ(a,’e:＼w02。
ｔif’,’tｉf')３imfiｎｆｏimfｉnｆｏ函数用于读取图像文件得有关信息,如:ｉmfｉnfo('e:\ｗ０1、tif’)●图像得显示1imａｇeｉmagｅ函数就是MATLAB提供得最原始得图像显示函数,如:ａ=[1,2,3,4;４,5,6,７;８,9,10,１１,1２］;imaｇｅ(a);2 imsｈowimshow函数用于图像文件得显示,如:i＝ｉmreａｄ('e:＼w0１、tiｆ');iｍshow(ｉ);tiｔｌe(‘原图像’)％加上图像标题3 cｏlｏrbaｒｃolorbａr函数用显示图像得颜色条,如:i＝imread(’e:\w01。
ｔif');iｍshow(i);ｃｏｌoｒbar;4 fｉｇurefｉgure函数用于设定图像显示窗口,如:fｉｇｕrｅ(1); /fiｇure(2);5 suｂｐｌoｔ把图形窗口分成多个矩形部分,每个部分可以分别用来进行显示、Ｓubpｌｏｔ(m,n,ｐ)分成ｍ＊ｎ个小窗口,在第ｐ个窗口中创建坐标轴为当前坐标轴,用于显示图形、6 ｐｌoｔ绘制二维图形pｌｏt(y)Plot(ｘ,ｙ)ｘy可以就是向量、矩阵。
图像类型转换１ｒgb２gray把真彩图像转换为灰度图像i=ｒgb2gｒａｙ(ｊ)2 iｍ２bw通过阈值化方法把图像转换为二值图像I=im2bw(ｊ,lｅvel)Lｅｖel表示灰度阈值,取值范围０～１(即0.n),表示阈值取自原图像灰度范围得n%3 imresize改变图像得大小Ｉ=imrｅsize(j,［m n］)将图像j大小调整为m行ｎ列图像运算１ｉmadd两幅图像相加,要求同样大小,同种数据类型Z＝imadd(x,y)表示图像x＋ｙ2 imsｕbstraｃt两幅图像相减,要求同样大小,同种数据类型Z=imsubｔract(x,ｙ) 表示图像ｘ-y3 immultiｐlｙZ=iｍmulｔｉplｙ(x,y) 表示图像x＊y4 imdivｉｄeZ=ｉmdｉvidｅ(ｘ,y) 表示图像x/y四、实验内容(请将实验程序填写在下方合适得位置,实验图像结果拷屏粘贴)1、读入一幅RGＢ图像,变换为灰度图像与二值图像,并在同一个窗口内分成三个子窗口来分别显示ＲGＢ图像与灰度图像,注上文字标题。
实验3-图像处理-实战练习
实验三 图像处理-实战练习图形图像作为一种视觉媒体，很久以前就已经成为人类信息传输、思想表达的重要方式之一。
要处理图像，首先要对其进行数字化，然后再对其进行各种处理。
图像处理需要两方面知识：其一，图像美学，是图像处理的指导思想；其二，图像处理软件使用方法，是图像处理的应用工具。
通过本章实验，使读者了解图像美学的重要性，认识图像处理软件的基本功能，掌握图像处理的基本技术手段。
1. 实验目的(1) 了解图像的基本概念，图像采样和量化的基本原理。
(2) 建立图像处理的正确概念，强化图像美学的设计理念：图像的真实性、图像的内涵和图像的选材。
(3) 了解图像处理软件Photoshop的主要功能。
(4) 掌握图像处理软件Photoshop的图像处理手段。
2. 实验内容(1) 设置Photoshop的工作状态，提高图像处理效率。
(2) 图层练习。
包括：●认识图层、观看图层、删除图层、移动图层、图层锁定操作●图层叠放位置、图层整体关系、图层渗透关系(3) 剪贴板练习。
包括：●一般合成图像●特殊效果合成图像(3) 效果滤镜练习。
包括：●光晕效果、油画效果、柔化效果、抽象效果(4) 作品一：准备三个RGB图像，把三者合成在一起，并添加合适的文字。
包括：●图像素材自由选取，但要注意图像的真实和内涵●在图像合成时，要求至少两个图层设置不透明度●在添加文字时，要求具有立体效果和阴影效果●要求使用两种或以上的滤镜对图像进行加工；注意效果为主题服务●保存一个保留图层的文件●保存一个TIF格式的文件(5) 作品二：准备两个真彩色图像，利用蒙板功能把二者合成在一起。
包括：●选取一个人物素材，一个风光素材●对人物素材进行蒙板处理，再合成到风光素材中；注意使自己制作的作品有寓意(6) 作品三：制作美术字。
包括：●设置背景色为红色；设置前景色选择R：255、G：255、B：0，即黄色1●用文本工具输入文字●单击图层面板上的小三角处，选择“拼合图层”●选取椭圆形工具图层，在图上选出一圆形区域，将文字包围●选择“滤镜/扭曲/球面化”，设置“数据”参数为100%●选择“滤镜/渲染/光照效果”，调整灯光种类、个数及灯光参数，以产生立体效果●选择“滤镜/渲染/镜头光晕”，镜头类型选择50mm~300mm变焦，亮度设为160%●美术字完成，观察其效果●保存JPEG格式的文件3. 实验要求按照下面要求提交文件：(1) 作品一：合成三个RGB图像，并添加合适文字后的PSD文件和TIF文件，依次命名为：实验3-1-姓名.PSD，实验3-2-姓名.TIF。
《图像处理》实验指导书2016版
调用格式：
C=imdivide(A,B)。
四、参考代码
参考代码中实现了彩色图像的灰度化、旋转、缩放两种几何变换以及镜像及拼接。
Image1=imread('peppers.jpg'); %红绿通道互换 Image2=Image1; Image2(:,:,1)=Image1(:,:,2); Image2(:,:,2)=Image1(:,:,1); imshow(Image2); imwrite(Image2,'changecolor.jpg');
二、实验内容
打开一幅彩色图像 Image1，使用 Matlab 图像处理函数，对其进行下列变换： （1）将 Image1 灰度化为 gray，统计并显示其灰度直方图； （2）对 gray 进行分段线性变换； （3）对 gray 进行直方图均衡化； （4）对 gray 进行伪彩色增强； （5）对 gray 添加噪声并平滑； （6）对 gray 利用 Sobel 算子锐化。
三、Matlab 相关函数介绍
（1）imread 函数 功能：实现多种类型图像文件的读取，如：BMP、GIF、JPEG、PNG、RAS 等。 调用格式：A = imread(filename, fmt)。filename 为图像文件名，可以是灰度图像，也可以是彩色 图像，如果文件不在当前目录或不在 Matlab 目录下，则需要列全文件路径。fmt 为文件的扩展名， 指定文件类型。A 为图像数据矩阵。 （2）imshow 函数 功能：显示图像。 调用格式： imshow(I,n)：显示灰度图像 I，n 为要显示图像的灰度等级，整数，默认为 256。 Imshow(I,[LOW HIGH])：以规定的灰度级范围[LOW HIGH]来显示灰度图像 I，低于 LOW 值的 显示为黑，高于 HIGH 值的显示为白，默认按 256 个灰度级显示。 imshow(RGB)：显示真彩色图像 RGB。 imshow(BW)：显示二值图像 BW。 imshow(X,map)：显示索引图像，X 为索引图像的数据矩阵，map 为其颜色映射表。 imshow filename：显示 filename 指定的图像，若文件包括多帧图像，则显示第一幅，且文件必 须在 MATLAB 的当前目录下。 （3）imwrite 函数 功能：实现图像文件的保存。
图象处理技术实验二
相关函数
二维中值滤波器函数medfilt2 1、B = medfilt2(A,[m n]) 对矩阵A进行二维中值滤波。中值滤波所用的窗口大小 为M*N。[m n]缺省值为[3 3]。 2、B = medfilt2(A) 对矩阵A进行缺省值为[3 3]二维中值滤波。 顺序统计滤波器函数ordfilt2 Y = ordfilt2(X,order,domain) ordfilt2由domain中非0元素指定邻域的排序集中的第 order个元素代替X中的元素。Domain是一个仅包括0和1 的矩阵，1定义滤波运算的邻域 Y = ordfilt2(X,5,ones(3,3)) %实现3*3的中值滤波 Y = ordfilt2(X,1,ones(3,3)) %实现3*3的最小值滤波
Seed-vpm642实验部分
3 . 打开工程：分别打开工程目录 C:\SEED-DM642- 2\SEED304_MedianFilter， C:\SEED-DM642-2\SEED306_LaplacianSharp 4 . 浏览工程中源程序并理解含义 5 . 编译、连接、下载程序并运行，观察显示。 6 . 结束运行，退出工程。
中值滤波
锐化算法
（1）梯度法
（2）拉普拉斯算子法
参考程序一： 读入图片‘eight.tif’，加入指定噪声。分别 采用中值，顺序滤波函数对图象滤波。 参考程序二： 输入一幅名为circuit.tif 的图象。对原始图 像利用梯度法进行锐化（采用Roberts算 子）；对原始图像利用拉普拉斯算子进行 锐化（采用W2所示模板）。
相关函数
二维卷积函数conv2 C = conv2(A,B) 计算矩阵A和B的卷积 二维线性数字滤波函数filter2 Y = filter2(B,X) filter2使用矩阵B中的二维FIR滤波器对数据X进行滤波。 结果Y是通过二维互相计算出来的，其大小与X一样。 产生预定义滤波器函数fspecial H = fspecial(‘type’) 用于产生一个由type指定的二维滤波器H。返回的H常用 来参与运算。Type值：gaussian,average,unsharp等等。
图像处理实验指导
数字图像处理实验指导书电子信息工程实验室实验一 图像的频域处理方法一、实验目的：1.熟悉Matlab 软件，可以进行新文件的编辑和文件的修改；2.掌握图像变换的基本原理与方法；3.掌握图像滤波的基本原理与方法；4.掌握基于Matlab 的图像变换处理及滤波处理的程序设计方法。
二、实验设备：计算机，Matlab 软件三、实验原理：对图像信息进行某种正交变换后，可使其能量保持但重新分配，从而有利于图像的加工和处理。
离散傅立叶变换（Discrete Fourier Transform ，DFT ）在数字信号处理和数字图像处理中应用十分广泛，它建立了离散时域和离散频域之间的联系。
如果直接应用卷积和相关运算在时域中处理，计算量将随着取样点数N 的平方而增加，这使计算机的计算量大、费时，很难达到实时处理的要求。
一般通过对变换后的信号进行频域处理，比在时域中直接处理更加方便，计算量也大大减少，提高了处理速度。
在一幅图像的灰度级中，边缘和其它尖锐的跳变（例如噪音）对傅立叶变换的高频分量贡献很大；而图像中的其它内容，一般变化是比较缓慢的，对低频的贡献大，高频成分比较少。
如需要清除噪声或使图像平滑化，可以采用“滤去”高频分量，使低频信息“通过”的方法设计滤波器，这种方法称为“低通滤波法”，具有这种性质的函数()v u H ,即为“低通滤波器传递函数”。
1.二维离散傅立叶变换的定义一个M×N 大小的二维函数f (x, y)，其离散傅立叶变换对为：正变换 ),(v u F =MN 1⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-∑∑-=-=N vy M ux j y x f M x N y π2exp ),(1010 1,,1,01,,1,0-=-=N v M u反变换()()∑∑-=-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+=10102e x p ,,M u N v N vy M ux j v u F y x f π 1,,1,01,1,0-=-=N y M x在数字图像处理中，图像一般取样为方形矩阵，即N ⨯N ，则其离散傅立叶变换及逆变换为：正变换 ),(v u F =21N ⎪⎭⎫ ⎝⎛+-∑∑-=-=N vy ux j y x f N x N y π2exp ),(1010 v u ,=1,,1,0-N反变换 ()()∑∑-=-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=10102exp ,,N u N v N vy ux j v u F y x f π y x , =1,,1,0-N幅度谱 ()()[]2122,,),(v u I v u R v u F +=相位谱 ()()()v u R v u I v u ,,a r c t a n ,=Φ 在实际工程应用中分析幅度谱较多，习惯上也常常把幅度谱称为频谱。
样例——图像的处理-实验报告
沈阳师范大学现代教育技术实验报告实验题目图像的处理学号06304133 姓名高阳专业年级应用数学06级04班指导教师薛峰提交时间 2008年10月13日一、实验目的1. 掌握修改图像尺寸的方法2. 掌握改变图像色彩的方法3．掌握修补图像的方法4．掌握绘制各种选区的方法5．掌握合成图像的方法6．学会将处理好的图像保存为各种类型文件的方法二、实验内容及要求1、打开“剪裁”文件夹中的“照相机.jpg”图像，将图像的大小改为为640*480（长*宽），并裁切掉图像中的文字，将剪裁好的图像以存储为jpeg格式，大小控制在100kb以内，文件名均为“剪裁”。
（要求写出处理的步骤并且提供相应的操作截图）2、打开“色彩模式”中的“淑女.jpeg”图像，然后将图片处理成双色调效果，（最终效果参看给定的效果图片），然后保存图像，格式为“JPEG”，文件命名为“双色调效果”。
（要求写出处理的步骤并且提供相应的操作截图）3、将“修补”文件夹中的“女孩”图片修复，最后调整颜色。
修补后的图片另存为“女孩修复.jpg”，大小控制在100kb以内。
（参考效果图片）（要求写出处理的步骤并且提供相应的操作截图）4、对“托起地球”文件夹中的“手掌”和“地球”图片进行合成，合成效果参看“效果”图片，最后将处理好的图片另存为“托起地球.jpg”,文件控制在100kb之内（要求写出处理的步骤并且提供相应的操作截图）三、实验过程和具体步骤第一题1.调整图像大小打开”裁剪”—“照相机.jpg”图片,单击”图像”—“图像大小”,在弹出的窗口中,在像素大小下面方框中填写宽度:480 高度:640 单击”好”如下图在调整图像大小时,如果在下面的”约束比例”前打对号,系统会按比例扩大或缩小图像大小,就无法将图像大小改为480*640,消去对号就可以了.2.裁切掉图像中的文字单击左端工具箱中的”裁剪工具”,单击图像空白处,拖动鼠标圈住相机(不能包括文字),按回车.如图3.图像的存储单击”文件”—“另存为”,在弹出的对话框中,文件名写”裁剪”,格式选”JPEG”,单击”保存”,在弹出的对话框中,调整滑块的位置,知道下面的大小框中的数字在100kb以内.单击”好”第二题1.打开”色彩模式”—“淑女.jpeg”,单击”图像”—“模式”—“灰度”扔掉颜色信息,执行”图像”—“模式”—双色调”,将第二种墨颜色改为偏绿,就出现参考效果那样了.单击“文件”—“另存为”，文件命名“双色调效果”格式选JPEG，单击保存在弹出的对话框中调整滑块，使图像的大小在100kb以内，单击“好”。
数字图像处理实验二报告
福建农林大学金山学院信息工程类实验报告系： 信息与机电工程系 专业： 电子信息工程 年级： 2010 姓名： 邱彬彬 学号： 100201079 实验课程： 数字图像处理实验室号：_ 实验1楼608 实验设备号： 2B 实验时间： 2013.5.28指导教师签字： 成绩：实验二 图像增强一、 实验目的1、掌握灰度直方图的概念及其计算方法；2、熟练掌握直力图均衡化和直方图规定化的计算过程；3、掌握平滑处理的算法和用途，学习使用均值滤波、中值滤波和拉普拉斯锐化进行图像增强处理的程序设计方法；4、了解噪声模型及对图像添加噪声的基本方法；5、利用MATLAB 程序进行图像增强。
二、 实验原理图像增强是指按特定的需要突出一幅图像中的某些信息，同时，消弱或去除某些不需要的信息的处理方法。
其主要目的是处理后的图像对某些特定的应用比原来的图像更加有效。
图像增强技术主要有直方图修改处理、图像平滑化处理、图像尖锐化处理和彩色处理技术等。
1、直方图均衡化通过点运算将输入图像转换为在每一级上都有相等像素点数的输出图像。
按照图像概率密度函数PDF 的定义：1,...,2,1,0 )(-==L k n n r p k k r通过转换公式获得：1,...,2,1,0 )()(00-====∑∑==L k n n r p r T s k j k j j j r k k2、均值（中值）滤波是指在图像上，对待处理的像素给定一个模板，该模板包括了其周围的临近像素。
将模板中的全体像素的均值（中值）来代替原来像素值的方法。
3、拉普拉斯算子如下：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--------111181111拉普拉斯算子首先将自身与周围的8个像素相减，表示自身与周围像素的差异，再将这个差异加上自身作为新像素的灰度。
三、 实验步骤1、打开计算机，启动MATLAB 程序；程序组中“work ”文件夹中应有待处理的图像文件；2、调入待处理的数字图像，并进行计算机均衡化处理；3、启动MATLAB 程序，对图像文件分别进行直方图均衡化、均值滤波、中值滤波和拉普拉斯锐化操作；添加噪声，重复上述过程观察处理结果。
多媒体图像处理第二次实验讲解
多媒体技术与图像处理第二次实验灰度变换增强一、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.了解灰度变换增强的Matlab实现方法3.掌握直方图灰度变换方法4.理解和掌握直方图原理和方法；二、实验内容1. 线段上像素灰度分布读入灰度图像'peppers_gray.bmp'，采用交互式操作，用improfile绘制一条线段的灰度值。
imshow(rgb2gray(imread('peppers.bmp')))improfile读入RGB图像‘flowers.tif’，显示所选线段上红、绿、蓝颜色分量的分布imshow('flowers.tif')improfile2. 直方图变换A)直方图显示在matlab环境中，程序首先读取图像'cameraman.tif'，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读入图像‘rice.png’，在一个窗口中显示灰度级n=64，128和256的图像直方图。
I=imread('rice.png');imshow(I)_________subplot(1,3,1),imhist(I,64) title('n=64')subplot(1,3,2),imhist(I,128)title('n=128')subplot(1,3,3),imhist(I,256)title('n=256') ____B)直方图灰度调节利用函数imadjust调解图像灰度范围，观察变换后的图像及其直方图的变化。
项目十一制作各种滤镜特效
制作的爆 炸效果如图 所示。
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任务四 制作炽热的太阳与爆炸特效
操作二 制作爆炸效果
项目十一：
制作各种滤镜 特效
任务一 任务二 任务三 任务四 实训 小结 习题
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【设计思路】
（1）首先利用【滤镜】／【杂色】／【添加杂色】命令、 【图像】／【调整】／【阈值】命令和【滤镜】／【模糊】／ 【动感模糊】命令制作出拉丝背景效果。
（3）最后利用【自由变换】命令调整球形字的角度， 即可完成球形字的制作。
【步骤解析】
具体操作步骤请参考教材。
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任务二 制作效果字
操作二 制作火焰字
项目十一：
制作各种滤镜 特效
任务一 任务二 任务三 任务四 实训 小结 习题
【设计目标】
学习利用【图像】／【旋转画布】命令及【滤镜】菜 单下的【风】命令、【高斯模糊】命令和【液化】命令制 作火焰效果，再通过对文字进行处理制作出火焰字效果。
掌握利用【滤镜】/【渲染】/【云彩】、【纤维】、 【动感模糊】、【高斯模糊】和【极坐标】命令来制 作布帘效果。
掌握利用【滤镜】菜单中的【特殊模糊】命令，结合 【图层混合模式】选项和【色相/饱和度】命令制作水 彩画效果。
掌握利用【滤镜】菜单中的【置换】命令，制作破碎 文字效果。
4
任务一 制作天气效果
【设计思路】
（1）首先利用【色相/饱和度】命令调整打 开图像的色调使其变暗。
（2）然后为图像添加图层蒙版，并利用 工 具及【滤镜】／【渲染】／【云彩】命令对蒙 版进行编辑，即可得到雾效果。
【步骤解析】 具体操作步骤请参考教材。
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任务一 制作天气效果
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实验二、图像几何变换
一、实验目的
1结合实例学习如何在视频显示程序中增加图像处理算法；
2理解和掌握图像的平移、垂直镜像变换、水平镜像变换、缩放和旋转的原理和应用；
二、实验原理
1 初始坐标为（x , y ）的点经过平移（0x ，0y ），坐标变为（'x ，'y ），两点之间的关系为：⎩⎨⎧+=+=0
0''y y y x x x ，以矩阵形式表示为：
⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡11
0 0y 1 0 0 11''00y x x y x 2 图像的镜像变换是以图象垂直中轴线或水平中轴线交换图像的变换，分为垂直镜像变换和水平镜像变换，两者的矩阵形式分别为：
⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡11 0 00 1 0 0 0 11''y x y x ⎢⎢⎢⎣
⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡11 0 00 1- 0 0 0 11''y x y x 3 图像缩小和放大变换矩阵相同：
⎢⎢⎢⎣⎡⎥
⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡11 0 00 0 0 0 1''y x y x S S y x 当1 ,1≤≤y x S S 时，图像缩小；1 ,1≥≥y x S S 时，图像放大。
4 图像旋转定义为以图像中某一点为原点以逆时针或顺时针方向旋转一定角度。
其变换矩阵为：
⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡11 0 00 cos sin 0 sin cos 1''y x y x θθθθ 该变换矩阵是绕坐标轴原点进行的，如果是绕一个指定点（b a ,）旋转，则现要将坐标系平移到该点，进行旋转，然后再平移回到新的坐标原点。
三、实验步骤
1 启动MA TLAB 程序，对图像文件分别进行生成、失真和校正；（参考教材100页，例5.8，例5.9）
2 记录和整理实验报告
四、实验仪器
1计算机；
2 MA TLAB程序；
3记录用的笔、纸。
五、实验报告内容
生成图像
f=imread('110.jpg');
f2=rgb2gray(f);
g = imrotate(f2, -30);
imshow(g);
f=imread('guo2.jpg');
f2=rgb2gray(f);
figure(1);imshow(f2);
g=imread('c:\guo2.jpg');
figure(2);imshow(g);
base_points =[103.2500 73.7500;
87.7500 93.7500;
71.2500 74.7500;
85.7500 167.2500;
86.7500 137.2500;
142.2500 53.2500;
110.7500 98.2500;
64.7500 98.7500];
input_points = [222.7500 146.7500;
198.7500 155.7500;
194.2500 131.2500;
159.7500 219.2500;
175.7500 193.2500;
266.2500 149.2500;
217.2500 170.7500;
175.7500 149.7500];
tform=cp2tform(input_points,base_points,'projective');
gp=imtransform(g,tform,'XData',[1 256],'YData',[1 256]);
figure(3);imshow(gp);
原始图像
几何失真图像
复原图像
六、思考题
1．改变水平和垂直的偏移量，观察显示？
2．改变缩放比例，看看效果如何？
3. 改变旋转角度，显示效果会怎么样？。