数字图像处理指导书

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1、实验一直方图统计一、实验目的1、了解CodeComposerStudio2.2软件的操作环境和基本功能，了解TMS320C5xxx软件开发过程。2、熟悉数字图像显示程序的运行过程、控制过程，掌握图像的处理、传输过程。3、掌握直方图统计的算法原理和程序设计，了解各种图像的直方图统计的意义及其用途。二、实验设备PC兼容机一台，ICETEK-5100实验箱，操作系统为Windows2000(或Windows98，WindowsXP，以下默认为WindowsXP)，安装CodeComposerStudio2.21软件。三、实验原理1、直方图统计原理灰度直方图是灰度值的函数，描述的是图

2、像中具有该灰度值的像素的个数，其横坐标表示像素的灰度级别，纵坐标是该灰度出现的频率(像素个数与图像像素总数之比)。直方图的作法如下：a)将图像的灰度级归一化若图像的灰度级为：在灰度级中，代表黑，代表白。对于一幅给定的图像来说，每一个像素取得[0，1]区间内的灰度级是随机的，也就是说是一个随机变量。b)计算各灰度级的像素概率c)作图。四、实验内容用c语言编程实现对一幅灰度图像的像素的统计，并绘制直方图。五、预习要求理解直方图统计的原理，作出该算法的流程。六、实验报告内容1、叙述实验过程；总结调试程序时遇到的问题及解决方案。2、提交经调试正确的程序源代码及相关文档。3、提交实验的

3、原始图像和结果图像。七、思考题1、什么是直方图？它反映了图像的什么信息？2、直方图均衡化的主要用途是什么？5实验二边缘检测一、实验目的1、掌握在图像显示程序中增加图像处理算法的原理和过程。2、掌握边缘检测的算法和用途，学习利用Sobel算子进行边缘检测的程序设计方法。二、实验设备PC兼容机一台，ICETEK-5100实验箱，操作系统为Windows2000(或Windows98，WindowsXP，以下默认为WindowsXP)，安装CodeComposerStudio2.21软件。三、实验原理图像边缘是一种重要的视觉信息，图像边缘的提取在图像处理和机器视觉中占据着重要的地位

4、。边缘检测最为基本和重要的是定义和分类边缘点，图像上的边缘点可能对应：①空间曲面上的不连续点。这种边缘线刻画为两种不同曲面的交线，在这些边缘点处物体的法线方向不连续，即两侧灰度明显不连续。②边缘由灰度或材料的不同产生。③边缘是物体与背景的分界线，也是物体上表面法线的不连续处。④边缘由阴影引起，两侧灰度值有较大差异。常见的边缘点有三种：①阶梯状边缘：边缘两边像素的灰度值有明显的变化，即从一个灰度到比已高好多的另一个灰度;②脉冲状边缘：灰度从一个级别跳到另一个灰度级别之后然后回来，主要对应细条型的灰度值突变区域;③屋顶状边缘：边缘位十灰度值从增加到减少的变化的转折点，即灰度慢慢增

5、加到一定程度然后慢慢减小，它的边缘上升沿和下降沿都比较缓慢。边缘检测技术是其他数字图像分析技术的基础，实现边缘检测有很多不同的方法，一般灰度图像的边缘点存在于图像灰度函数一阶导数局部最大值或二阶导数的局部过零点，因此传统的图像边缘检测方法大多归结为图像高频分量的增强过程，微分运算自然就成了边缘检测与提取的主要手段。f(x,y)在(x,y)的梯度Gx和Gy用近似值：得到Sobel算子。四、实验内容用c语言编程实现边缘检测算子（Sobel），并应用该算子进行灰度图像的边缘检测。五、预习要求5理解灰度图像的边缘检测原理，作出Sobel算子的流程图。六、实验报告内容1、叙述实验过程；

6、总结调试程序时遇到的问题及解决方案。2、提交经调试正确的程序源代码及相关文档。3、提交实验的原始图像和结果图像。七、思考题边缘检测算子分为一阶算子和二阶算子，Sobel算子属于哪一种？还有哪些算子？如果用Sobel算子检测彩色图像的边缘，应如何解决？实验三灰度变换一、实验目的1、掌握图像的求反的算法和用途。2、掌握图像的线性灰度变换的算法。3、掌握图像的对数变换的算法。4、掌握图像的灰度分层的算法。二、实验设备PC兼容机一台，ICETEK-5100实验箱，操作系统为Windows2000(或Windows98，WindowsXP，以下默认为WindowsXP)，安装CodeC

7、omposerStudio2.21软件。三、实验原理1、图像求反假设对灰度级范围是[0，L-1]的图像求反，就是通过变换将[0，L-1]变换到[L-1，0]，变换公式如下：此方法适用于增强嵌入于图像暗色区域的白色或灰色细节。2、线性灰度变换典型的分段线性变换数学表达式如下：用分段线性法，将需要的图像细节灰度级拉伸，增强对比度，不需要的细节灰度级压缩3、对数变换要消除这种因动态范围太大而引起的失真，一种有效的方法是对原图像的动态范围进行压缩，最常用的是借助对数形式对动态范围进行调整，其数学表达式如下：例如