数字图像处理实验讲义.doc

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1、山东轻工业学院数字图像处理上机实验指导书电子信息与控制工程学院通信工程研究室2008年12月6日14/14实验一Matlab图像处理工具箱的初步练习实验目的：熟悉常用的图像文件格式与格式转换；熟悉图像矩阵的显示方法<灰度、索引、黑白、彩色）；熟悉图像矩阵的格式转换。b5E2RGbCAP实验内容：1.曲线的绘制：联系单窗口多曲线绘制、单窗口多曲线分图绘制、多窗口绘制；2.熟悉图像文件的读取、显示和保存；3.熟悉常用的图像文件格式，以及各种格式的转换；4.了解图像数据的存储形式，掌握在Matlab中获

2、取图像数据的方法。实验步骤：1.曲线的绘制：给出6条曲线分别为：，，，，1)将绘制在单窗口、同一坐标系中2)将绘制在单窗口3个子图中3)将分窗口绘制程序中需要用到的主要函数：plot、subplot、figure2.熟悉图像文件的读取、显示、保存以及格式转换1)载入图像trees(matlab中预存的.mat文件>，观察工作空间，把得到的信息记录下来，理解其中的含义。p1EanqFDPw需要用到的主要函数：load2)将1）中读入的图像显示出来。需要用到的主要函数：imshow3)将1）中读入的图

3、像分别转换成灰度图像、真彩色图像、二值图像，显示并保存成数据文件<.mat）到你的文件夹中，观察工作空间，学会如何将图像数据显示在命令窗口。DXDiTa9E3d14/14需要用到的主要函数：ind2gray、ind2rgb、im2bw、save1)从matlab的images文件夹中读取一幅真彩色图像

4、rite注意：load函数和imread函数、save函数和imwrite函数的区别。2.学习使用help功能。打开imageprocessing工具箱，看demo实验报告要求：实验报告要求包括实验目的、实验内容<概括）、实验步骤<要有具体的程序段）、每一步骤得到的实验结果和数据，以及对实验结果的分析，最后写出实验总结。5PCzVD7HxA实验二数字图像的傅立叶变换及频域滤波实验目的：通过对图像进行傅立叶变换及反变换熟悉傅立叶变换的性质；利用频域实现图像信号的滤波运算，了解频域变换对图像的处理效果

5、。jLBHrnAILg实验内容：1.学会如何利用matlab函数对图像进行傅立叶变换DFT和余弦变换DCT，以及反变换；2.研究傅里叶变换幅度的平移不变性；3.研究傅里叶变换幅度的旋转性质；4.研究傅里叶变换的尺度变换性质；5.研究理想低通滤波对图像的处理效果。基本原理：1．定义：二维离散傅里叶变换与反变换正：反：原图象14/14变换图象数字图象的二维离散傅立叶变换所得结果的频率成分分布示意下图所示。即变换结果的左上、右上、左下、右下四个角的周围对应于低频成分，中央部分对应于高频成分。为使直流成分

6、出现在变换结果数组的中央，可采用换位方法显示,将低频分量集中在中心，依此向外推移的是高频分量，便于观察。xHAQX74J0X实验步骤：1.首先构造一幅黑白二值图像，在128×128的黑色背景中心产生一个4×4的白色方块，如下图1所示，并对其进行傅立叶变换<图2、图3位变换结果的参考图像）。LDAYtRyKfE图1测试图象1 图2图1的FFT变换结果    图3增强后的2DFT需要用到的主要函数：fft2、fftshift<将频谱的低频从四角移到中心）注意：由于matlab图像显示函数无法显示复数图

7、像，为了观察变换后的结果，应该对变换后的结果求模<也就是仅显示幅度谱），同时由于求模之后的结果数值范围太大，不易观察，可以利用log函数对其压缩范围，参考示例：Zzz6ZB2LtkB=fftshift(fft2(I>。%返回图像I的二维傅立叶变换imshow(log(abs(B>>,[]>。%显示频谱，abs是求模函数2.对图1进行平移，然后再进行傅立叶变换，观察结果。参考图像如下：14/14图3图1的平移图4图3的傅立叶变换结果1.对图1进行旋转，然后再进行傅立叶变换，观察结果。参考图像如下：图

8、5图1的旋转图6图5的傅立叶变换结果旋转函数：imrote<）2.对图1进行缩放，然后再进行傅立叶变换，观察结果。参考图像如下：图7图1的放大图8图7的傅立叶变换结果14/14图9图1的缩小图10图9的傅立叶变换结果1.任意读取一幅自然风光的图像，对其进行傅立叶变换和离散余弦变换，观察结果，然后设计一个理想低通滤波器对图像进行低通滤波，去掉高频分量，之后反变换重构图像，与原图像作对比，并分析其中的原理。参考结果如下：dvzfvkwMI1图11原图图12傅立叶变换图13低通滤波复原的