数字图像处理实验报告

二○一八～二○一九学年第一学期信息科学与工程学院课程设计报告书

课程名称：数字图像处理

班级：

学号：

姓名：

指导教师：

二○一八年十二月

一、课程设计目的：

1. 掌握读、写、显示图像的基本方法。

2. 掌握图像直方图的概念、计算方法以及直方图归一化、均衡化方法。

3. 掌握图像灰度变换的基本方法，理解灰度变换对图像外观的改善效果。

二、课程设计内容及要求：

1. 读入一幅图像，判断其是否为灰度图像，如果不是灰度图像，将其转化为灰度图像。

2. 完成灰度图像的直方图计算、直方图归一化、直方图均衡化等操作。

3. 完成灰度图像的灰度变换操作，如线性变换、伽马变换、阈值变换（二值化）等，分别使用不同参数观察灰度变换效果（对灰度直方图的影响）。

三、详细设计步骤：

1、所使用的图像文件都保存在Matlab 安装目\toolbox\images\imdemos

子目录下。

2、图像的读、写、显示操作。运用Matlab 图像处理工具箱中的imread

函数分别读入灰度图像pout.tif、二值图像blobs.png 和RGB 图像

peppers.png，观察相应的图像矩阵，并运用imshow 函数显示相应图像。

3、对一个RGB 彩色图像peppers.png，分别抽取其R、G、B 三个分

量层，并显示各层图像。

1、以灰度图像pout.tif 为例，运用灰度变换法实现图像增强。

2、运用Matlab 编程实现灰度直方图的统计以及直方图均衡化处理过程：

（1）计算并绘制原始图像的灰度直方图；

（2）根据离散累计分布函数，对原始灰度直方图进行均衡化处理，

绘制均衡化后的灰度直方图；

（3）生成均衡化处理后的新图像，显示并保存。

（4）比较原始图像和新图像的对比度。

（1）利用Matlab 函数IMNOISE（），在原图上分别叠加高斯噪声和椒

盐噪声

（2）实现均值滤波和中值滤波的功能，去除噪声；

（3）调整窗口大小，采用对比均值滤波中值滤波的性能；

1、以灰度图像rice.png 为例，实现Roberts 算子、Sobel 算子、Prewitt算子对其进行边缘检测，并实现根据梯度生成 5 种不同的增强图像。

2、若向原始图像rice.png 中加入高斯噪声，利用（1）中的函数，对噪声图像分别运用Roberts 算子、Sobel 算子、Prewitt 算子进行边缘检测，观察检测结果，试比较3 种边缘检测算子的抗噪声干扰能力。

四、程序代码及图形：

实验一

实验内容1

i=imread('C:\Program

Files\MATLAB\R2014a\toolbox\images\imdata\pout.tif');

imshow(i);

a=imread('C:\Program

Files\MATLAB\R2014a\toolbox\images\imdata\pears.png');

k=imread('C:\Program

Files\MATLAB\R2014a\toolbox\images\imdata\blobs.png');

r=a(:,:,1);

g=a(:,:,2);

b=a(:,:,3);

figure;imshow(a);

figure;imshow(r);

figure;imshow(g);

figure;imshow(b);

figure;imshow(k);

******************************************************************************* 实验内容2

灰度图均衡化

I=imread('C:\Program

Files\MATLAB\R2014a\toolbox\images\imdata\pout.tif');

J=im2double(I);

[R, C] = size(I);

cnt = zeros(1, 256);

for i = 1 : R

for j = 1 : C

cnt(1, I(i, j) + 1) = cnt(1, I(i, j) + 1) + 1;

end

end

f = zeros(1, 256);

f = double(f); cnt = double(cnt);

for i = 1 : 256

f(1, i) = cnt(1, i) / (R * C);

end

for i = 2 : 256

f(1, i) = f(1, i - 1) + f(1, i);

end

for i = 1 : 256

f(1, i) = f(1, i) * 255;

end

I = double(I);

for i = 1 : R

for j = 1 : C

I(i, j) = f(1, I(i, j) + 1);

end

end

I = uint8(I);

figure(1)

subplot(121)

imhist(J);

title('灰度直方图');

subplot(122)

imhist(I);

title('均衡化后的灰度直方图');

figure(2)

subplot(121)