实验3

实验三 MATLAB 数字图像处理-空域操作

一、实验目的与要求

1熟悉MA TLAB 基本图像操作；

2结合实例学习如何在程序中增加图像处理算法；

3理解和掌握图像的线性变换和直方图均衡化的原理和应用；

4了解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；

5了解噪声模型及对图像添加噪声的基本方法；

二、实验原理及知识点

1. 灰度线性变换就是将图像中所有点的灰度按照线性灰度变换函数进行变换。 )],([),(y x f T y x g =

⎪⎩⎪⎨⎧<≤+-<≤+-≤≤=255),(]),([),( ]),([),(0 ),(),(y x f b g b y x f b

y x f a g a y x f a y x f y x f y x g b a γβα

n y m x ΛΛ,2,1 ,,,2,1==

2 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 k

3 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。

4 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。

基本函数：

图像读入：imread

图像显示：imshow

计算直方图：imhist

直方图均衡化：histeq

添加噪声：imnoise

滤波器定义：fspecial

中值滤波：medfilt2

三、实验内容及步骤

1）

1.1．利用imread( )函数读取一幅灰度图像，存入一个数组f中；

1.2．使用imadjust函数对图像进行取反变换，存入变量f1。仿照例题

2.1

1.3．将图像0.4-0.7区间灰度扩展到0-1范围；存入变量f2

1.4．设置imadjust函数参数gamma=2，使图像整体变暗；存入变量f3

1.5．对图像进行对数变换；存入变量f4，仿照例题

2.2

1.6 利用intrans函数，对图像进行亮度拉伸；存入变量f5，仿照例题

2.3。

1.7．将以上图像在一个窗口显示出来，窗体标题为学号+姓名。gname=figure(1); set(gname,'Name','学号+姓名')，显示变换后所有图像。

2）直方图及其均衡化

2.1. 利用imread( )函数读取灰度图像，存入一个数组f中；.

2.2. 显示图像直方图；仿照例题2.4

2.3. 对图像进行均衡化，显示均衡化后直方图和图像；

2.4.将以上图像在一个窗口显示出来，窗体标题为学号+姓名。gname=figure(1); set(gname,'Name','学号+姓名')

3）空间滤波

3.1用ones函数生成滤波模板w1，仿照例题2.8。

3.2用imfilter对图像滤波。根据教材表2.3修改参数。

3.3 给图片添加椒盐噪声。

3.4利用中值滤波消除步骤3.3图片噪声。仿照例题2.12。

3.5利用排序滤波器消除步骤3.3图片噪声，去除最大值和最小值。3.6 利用fspecial生成滤波器，根据教材表2.5修改参数。仿照例题2.11 3.3显示原图加噪声和滤波后图片。

4）扩展实验

仿照第四章例题，对图像进行复原重建。

四、考核要点

1、熟悉对图像库中的任意图像进行平移、垂直镜像变换、水平镜像变换、缩放和旋转操作。

2、熟悉对图像进行缩放操作。

3、图像像素处理。

五、实验仪器与软件

(1) PC计算机

(2) MatLab软件/语言包括图像处理工具箱(Image Processing Toolbox)

(3) 实验所需要的图片

六、实验报告要求

描述实验的基本步骤，用数据和图片给出各个步骤中取得的实验结果和源代码，并进行必要的讨论，必须包括原始图像及其计算/处理后的图像。

1、所有实验源代码。

2、必须要截图实验结果。1.

截图标注

七、思考题

1．MA TLAB程序的IPT中有哪些图像亮（灰）度变换函数。

2．图像亮（灰）度变换与空间滤波有什么不同？

八、实验代码及结果

例：

代码：

whos I % 显示图像I的基本信息whos I % 显示图像I的基本信息……

whos I % 显示图像I的基本信息例结果：

步骤***