数字图象处理实验指导书3个

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1、数字图像处理实验指导书宋爱军夏哲雷信息工程学院信号与信息系统学科11目录前言…………………………………………………………………………………………………………2实验一空间域图像增强…………………………………………………………………3实验二图像边缘检测………………………………………………………………………6实验三数字图像应用设计………………………………………………………………911前言图像是用各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得的，可以直接或间接作用于人眼并进而产生视知觉的实体。科学研究和统计表明，人类从外界获得的信息约有75％是从图像中获得的。随着计算机的发展，数字

2、图象技术近年来得到极大的重视和长足的进展，出现了许多有关的新理论、新方法、新算法、新手段和新设备，并已在科学研究、工业生产、医疗卫生、教育、娱乐、管理和通信等方面得到了广泛的应用，对推动社会发展改善人们生活水平都起到了重要的作用。图像工程是一门系统地研究各种图像理论、技术和应用的新的交叉学科。它的研究方法与数学、物理学、生理学、心理学、电子学、计算机科学等学科相互借鉴，它的研究范围与模式识别、计算机视觉、计算机图形学等专业互相交叉，它的研究进展与人工智能、神经网络、遗传算法、模糊逻辑等理论和技术密切相关，它的发展应用与生物医学、遥感、通信、文档处理等许多领域紧密结合。MAT

3、LAB是近年广泛流行的一种可视化科学计算软件，具有语法结构简单、数值计算高效、图形功能完备和图像处理方便的特点，深受以完成数据处理和图形图像生成的科研人员和高校学生的青眯。本实验主要针对的就是MATLAB软件。图像工程是一门综合学科，其涉及的内容多、跨度大、覆盖面广。本实验指导书在编写的方针上，力求具有理论性、实用性、系统性、实时性。考虑到图像技术的飞速发展，本指导书在内容上认真选取了有代表性的实验，如图象变换、图象增强、图像恢复、图像编码、由投影重建图像、图像分割、特征测量、形态学方法等，具有一定的深度和广度，希望学生能通过实验的操作，独立地和全面地了解该领域的基本理论、

4、技术、应用和发展，使原理和概念具体化，并把这些概念和原理应用于实际，解决实际图像应用中的一些具体问题。11实验一图像增强处理一、实验目的1.熟悉图像增强技术的不同种方法；2.掌握图像增强的原理；3.熟悉不同种增强方法的作用与目的。二、实验原理图像的增强是对降质的图像进行改善。改善图像的质量一般有两类方法：一类是不考虑图像降质的原因，只将图像中感兴趣的特征有选择的突出，而衰减次要信息；另一类是针对图像降质的原因而设法补偿降质因素，是改善后的图像尽量的逼近原始图像。第一类方法能够提高图像的可读性，改善后的图像不一定逼近原始图像，但是可以突出目标的轮廓，衰减各种噪声，将黑白图像转

5、化称彩色图像等。第二类方法在后面的实验中会出现，属于图像复原的内容。图像的平滑的主要目的是为了减少图像的噪声。在空间域，一般情况下可以内用领域平均来减少噪声；在频域由于噪声频谱多集中在高频端，可以用低通滤波的方法去噪。图像的平滑采用的是模板操作。模板操作实现了一种领域运算，即某个象素点的结果不仅和本象素灰度有关，而且和其领域点的值有关。平滑模板的思想是通过一点和周围几个点的运算（通常为平均运算）来去除突然变化的点，从而滤掉一定的噪声，但图像有一定程度的模糊。如何使模糊程度减小是平滑的一个关键，通常这决定于噪声的特点，一般用不同的模板来消除不同的噪声。常用的模板有平滑模板，高

6、斯模板。还可以自己定义模板。中值滤波是一种非线性的信号处理方法。中值滤波一般采用一个含有计数个点的滑动窗口，将窗口中各点灰度值的中值来代替指定点（一般是窗口的中心点）的灰度值。对于奇数个元素，中值是指按照大小排序后，中间的数值；对于偶数个元素，中值是指排序后中间两个元素灰度值的平均值。图像的锐化处理的目的是使模糊的图像变得更加清晰起来。针对引起图像模糊的原因而进行相应的锐化操作属于图像复原。这里的锐化操作是针对一般的去模糊的算法。图像模糊的实质是图像受到了平均或者积分运算造成的，可以对图像进行逆运算如微分运算来使图像11清晰化。从频谱角度来分析，图像模糊的实质使其高频分量被

7、衰减，可以通过高通滤波操作来清晰化图像。能够进行锐化处理的图像必须有较高的信噪比，否则锐化后的图像信噪比反而会降低。图像锐化的方法一般有两种：一种是微分法，另外一种是高通滤波法。这里只采用微分法，包括梯度锐化和拉普拉斯锐化。梯度锐化需要定义一个锐化阈值，当图像的梯度的数值（梯度矢量即图像象素值变化最大的方向，梯度的大小即梯度矢量的斜率）大于这个阈值的话，就用这个梯度值来代替图像的象素值，如果小于这个阈值，则图像的象素值不变。图像的灰度变化小的地方梯度值小，从而梯度变换后这个区域的值很小，而边缘和线条轮廓的地方梯度值