资源描述：
《数字图像处理实验指导书v3_06new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、《数字图像处理》实验指导书安平编通信与信息工程学院2013年9月36目录实验1．直方图统计及亮度调整2实验2．二维Fourier变换及其频谱4实验3．降噪滤波5实验4．图像卷积运算――线性滤波7实验5．DCT图像数据压缩9实验6．设计频域滤波器消除噪声1136实验1．直方图统计及亮度调整一、实验目的了解并掌握直方图统计方法以及分段线性拉伸、直方图均衡等亮度调整算法，通过观察对这些运算建立感性认识。二、实验内容1．观察各类图像的直方图；2．操作LUT灰度对照表，进行分段线性拉伸；3．采用直方图均衡方法对低对比度的图像进行对比度增强。三、基本原理1．直方图的
2、定义图象的灰度直方图是一个函数，表示数字图象中每一灰度级与该灰度级出现的频数（即具有这一灰度级的象素数目）间的对应关系：M为一幅图象所包含的象素总数；N(b)为图象中灰度值为b的象素总数。通常，以灰度值b为横坐标，N(b)为纵坐标。直方图是图象中象素灰度值的一阶概率分布密度的一种近似。2．对比度增强对比度增强又称为点运算，逐点改变输入图象的每一象素的灰度，而各象素的位置不改变，一般用来拓宽图象的灰度范围。(1)灰度变换法（LUT对照）典型的对比度拉伸灰度变换关系如图1所示，其对应关系如下：gbagLgbgafLba0图1.典型的对比度拉伸灰度变换关系36
3、式中，f、g分别表示输入及输出图象，a、b、g为折线段的斜率，a、b决定低、中、高灰度级的范围。选择不同的a、b、g、a、b、ga及gb数值，可得到各种各样的灰度拉伸效果。灰度变换前后的灰度变化范围是不变的，对一部分灰度区域的扩张（感兴趣区）都是以其它区域的压缩为代价的。可见，输出和输入图象之间各点的灰度是按照一定的映射关系相联系的，这种映射关系在计算机中则是通过一个查照表（look-uptable，即LUT）实现的。通过LUT对照改变了图象中不同灰度特性趋于的对比度或反差（contrast），达到改善视觉效果的目的。(1)直方图均衡直方图均衡（hist
4、ogramequalization）就是通过点运算使输入图像的灰度分布较为均匀，使图像具有较好的视觉效果。设r,s分别为原图和新图的灰度，jr(r),js(s)分别为原图及新图的概率密度函数，则均衡变换为原图像的累积分布函数：对于离散图像，均衡转换公式为：其中，Lmax指图像中的最大灰度值（对于灰度图像就是255）。四、实验步骤（一）Matlab的demo演示1.在命令窗中输入demo,在左边窗口选中“ToolboxesimageprocessingEnhancementIntensityAdjustmentandHistogramEqualiza
5、tion”,在右边窗口点击按钮“Runthisdemo”进入演示窗口.361.Operation选IntensityAdjustment改变IntensityTransformation窗内曲线的形状,或触动亮度,对比度,灰度按钮,调整图像质量,观察图像参数对直方图分布的影响。361.Operation选HistogramEqualization观察均衡化处理图像的效果。36（二）ImgPro演示1.在Matlab界面下进入“DIP_demo”目录，输入“path21”，回车，再输入“ImgPro”；361.2.选择“图像的基本性质－>直方图与图像特性”
6、，观察各种图像的直方图；361.2.选择“图像增强－>对比度修正－>LUT对照之一”，任意改变LUT形状，观察其处理效果；36361.选择“图像增强－>对比度修正－>直方图修正”，进行直方图均衡操作。36五、实验报告要求1．画出以下几种图像调整到最佳质量时的强度变换图和gamma值：1.Circuit2.Tire3.Flower4.Pout5.Saturn。36363636362．归纳不同类型图像，其直方图的特点。36363．归纳调整直方图分布对图像质量的效果。实验2．二维Fourier变换及其频谱一、实验目的通过观察Fourier频谱建立对Fourie
7、r变换及其有关性质的感性认识。二、实验内容1.不同性质图像的Fourier频谱的特点2.低频成份和高频成份对图像的作用3.幅度谱、相位谱在图像恢复中的作用三、基本原理1．定义：二维离散傅里叶变换与反变换36以上，。若用矩阵F表示数字图象，考虑到DFT的可分离性：不难写出变换矩阵：这里省略了W的下标N。可见A为对称矩阵，因而转置符号可省略，二维DFT表达形式简化为：2．幅度谱、相位谱幅度谱：
8、F(u,v)
9、=[R2(u,v)+I2(u,v)]1/2，其中R和I分别为F的实部和虚部。相位谱：φ(u,v)＝tan-1[I(u,v)/R(u,v)]一、实验步骤1
10、.在Matlab界面下进入“DIP_demo”目录，输入“path21”，回车，
