1、數字圖像處理實驗實驗總學時：10學時實驗目的：本實驗的目的是通過實驗進一步理解和掌握數字圖像處理原理和方法。通過分 析、實現現有的圖像處理算法，學習和掌握常用的圖像處理技術。實驗內容：數字圖像處理的實驗內容主要有三個方面：1 對圖像灰度作某種變換，增強其中的有用信息，抑制無用信息，使圖像的視在質量提高，以便于人眼觀察、理解或用計 算機對其作進一步的處理。2用某種特殊手段提取、描述和分析圖像中所包含的某些特征和特殊的信息，主要的目的是便于計算機對圖像作進一步的分析和理解，經常作為模式識別和計算機視覺的預處理。這些特征包括很多方面，例如，圖像的頻域特性、灰度特征、邊界特征等。3圖像的變換，以便于圖

2、像的頻域處理。實驗一圖像的點處理實驗內容及實驗原理：1、灰度的線性變換灰度的線性變換就是將圖像中所有的點的灰度按照線性灰度變換函數進行變換。該線 性灰度變換函數是一個一維線性函數：fX二 fA x fB灰度變換方程為：DB fDA= fA D A ' fB其中參數fA為線性函數的斜率，fB為線性函數的在 y軸的截距，DA表示輸入圖像的灰度，DB表示輸出圖像的灰度。要求：輸入一幅圖像，根據輸入的斜率和截距進行線性變換，并顯示。2、灰度拉伸灰度拉伸和灰度線性變換相似。不同之處在于它是分段線性變換。表達式如下：fX壯 X ；X1Xx1f (X) - y y (x-xj % ；x2 為捲込x二

3、x2上 /、2 5 5 y2 /、丄f (x)(x-X2) y2；2 5 5 x2xx2其中，yj和X2，y2是分段函數的轉折點。要求：輸入一幅圖像，根據選擇的轉折點，進行灰度拉伸，顯示變換后的圖像。3、灰度直方圖灰度直方圖是灰度值的函數，描述的是圖像中具有該灰度值的像素的個數，其橫坐標 表示像素的灰度級別，縱坐標表示該灰度出現的頻率象素的個數。要求：輸入一幅圖像，顯示它的灰度直方圖，可以根據輸入的參數上限、下限顯示特 定范圍的灰度直方圖。4、直方圖均衡：要求1顯示一幅圖像 pout.bmp的直方圖；2用直方圖均衡對圖像 pout.bmp進行增強;3顯示增強后的圖像。實驗二：數字圖像的平滑實驗

4、內容及實驗原理：1. 用均值濾波器(即鄰域平均法)去除圖像中的噪聲；2. 用中值濾波器去除圖像中的噪聲3. 比擬兩種方法的處理結果實驗步驟：用原始圖象lena.bmp或cameraman.bmp加產生的 3：椒鹽噪聲圖象合成一幅有噪聲的 圖象并顯示；1. 用均值濾波器去除圖像中的噪聲(選 3x3窗口)；1f(Xo,y。)f(x,y)N漢N2. 用中值濾波器去除圖像中的噪聲(選3x3窗口做中值濾波);f (xo, yo) =Med f (x,y) | x 三xo -N ,xo 亠N, y 三yo - N, yo 亠N3. 將兩種處理方法的結果與原圖比擬，注意兩種處理方法對邊緣的影響。實驗三：圖像

5、的邊緣檢測實驗內容及實驗原理：在灰度圖像的情況下，所謂的邊緣檢測可以看成是基于圖像像素灰度值在空間的不連 續性對圖像做出的一種分割。邊緣可以用方向和幅度兩個特性來描述。一般而言，沿邊緣 走向方向其幅度值變化較平緩，而沿垂直于邊緣走向其幅度值變化較劇烈。經典的邊緣提取方法是考察圖像的每個像素在某個鄰域內灰度的變化，利用邊緣鄰近 一階或二階方向導數變化規律，用簡單的方法檢測邊緣。這種方法稱為邊緣檢測局部算子 法。邊緣檢測主要有以下幾種常用的算子：1、Roberts 算子2、Sobel 算子3、Prewitt 算子4、拉普拉斯算子(1、3或2、4任選一組)1、Roberts 算子它由下式給出：G F

6、(x,y) |F(x,y)-F(x 1,y 1)| |F (x 1,y)-F(x,y 1)其中F(x,y)是具有整數像素坐標的輸入圖像。2、Sobel 算子圖像中的每個點都用下面的兩個模板做卷積，一個對通常的垂直邊緣響應最大，另一 個對水平邊緣響應最大，兩個卷積的最大值作為該點的輸出位。-1-2-1000121-101-202-1013、Prewitt 算子下面的兩個模板形成了Prewitt算子，和使用Sobel算子的方法一樣。-1-1-10001114、拉普拉斯算子10-110-110-1.x1 2 3二 f(i -1, j) f(i 1,j) f(i,j 1) f(i,j 1)4f(i,j

7、)分別用模板:01101-11-1-111-41和18-1進行邊緣檢測一 0101-1-1用拉普拉斯算子：將輸出圖灰度值范圍通過尺度變換變回到：0-255范圍；要求：要求對blood1.bmp，分別用前面所述的算子進行邊緣檢測，顯示結果。 大家也可以嘗試著檢測出map.bmp中的河流來。實驗四：數字圖像的Fourier變換Fourier掌握Fourier變換、反變換的算法實現，并驗證Fourier變換的性質，初步理解可以變換的物理意義。4. 比擬3、4的結果，評價人眼對圖像幅頻特性和相頻特性的敏感度。實驗報告要求每一項實驗內容完成后，程序和結果由輔導教師當面檢查驗收。所有實驗內容完成后，請網上

8、提交實驗文檔、實驗程序和結果。提交方式：mailto: 。提交的實驗報告需要包括以下幾個局部：1. 文檔：對所做的工作給出一個文檔化的詳細說明，最好給出結果圖或表。對于自己封裝 的類一定要給出說明。如果覺得某個局部做得特別好，或者是有特色有創意的地方，請文 檔中說明。2. 原程序：要求用 VC6.0來完成整個實驗的編碼工作3. 可執行文件exe :請單獨給出！4. 提交的實驗報告的標題和附件的命名格式：學號 姓名 圖像處理上機報告。1.用Fourier變換算法對圖像作二維Fourier變換。2.用Fourier反變換算法對圖像作二維Fourier反變換。3.評價人眼對圖像幅度特性和相位特性的敏感度。實驗內容及實驗原理：1. 用Fourier變換算法，對 rect1.bmp和rect2.bmp圖像作二維 Fourier變