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数字图像处理实验报告 学院：信息科学与工程学院 班级：计科1105班 姓名： 李 光 学号： 0909112912 时间：2013年12月27日 实验一：数字图像基本操作及灰度变换 1．实验目的 掌握MATLAB语言中图像数据与信息的读写方法。 理解图像灰度变换处理在图像增强的作用。 掌握绘制灰度直方图的方法，理解灰度直方图的灰度变换及均衡化的方法。 2.实验原理 灰度变换 灰度变换是图像增强的一种重要手段，它常用于改变图象的灰度范围及分布，是图像数字化及图像显示的重要工具。 图像反转 灰度级范围为[0, L-1]的图像反转可由下式获得 对数运算：有时原图的动态范围太大，超出某些显示设备的允许动态范围，如直接使用原图，则一部分细节可能丢失。解决的方法是对原图进行灰度压缩，如对数变换： s = clog(1 + r)，c为常数，r≥ 0 幂次变换： 直方图均衡化 灰度直方图的横坐标是灰度级，纵坐标是该灰度级出现的频度，它是图像最基本的统计特征。依据定义，在离散形式下， 用rk代表离散灰度级，用pr(rk)代表pr(r)，并且有下式成立： 式中：nk为图像中出现rk级灰度的像素数，n是图像像素总数，而nk/n即为频数。 直方图均衡化处理是以累积分布函数变换法为基础的直方图修正法。假定变换函数为 当灰度级是离散值时，可用频数近似代替概率值，即 式中：l是灰度级的总数目，pr(rk)是取第k级灰度值的概率，nk是图像中出现第k级灰度的次数，n是图像中像素总数。 所以积分可以表示为下列累计分布函数(cumulative distribution function, CDF) 3、实验内容与要求 复制若干图形文件（如forest.tif和b747.jpg）至MATLAB目录下work文件夹中。 熟悉MATLAB语言中对图像数据读取，显示等基本函数 特别需要熟悉下列命令：熟悉imread()函数、imwrite()函数、size()函数、Subplot（）函数、Figure（）函数。 将MATLAB目录下work文件夹中的forest.tif图像文件读出.用到imread，imfinfo 等文件，观察一下图像数据，了解一下数字图像在MATLAB中的处理就是处理一个矩阵。将这个图像显示出来（用imshow）。 将MATLAB目录下work文件夹中的b747.jpg图像文件读出，用rgb2gray()将其 转化为灰度图像，记为变量B。 图像灰度变换处理在图像增强的作用 读入不同情况的图像，请自己编程和调用Matlab函数用常用灰度变换函数对输入图像进行灰度变换，比较相应的处理效果。 绘制图像灰度直方图的方法，对图像进行均衡化处理 请自己编程和调用Matlab函数完成如下实验。 显示B的图像及灰度直方图，可以发现其灰度值集中在一段区域，用imadjust函 数将它的灰度值调整到[0，1]之间，并观察调整后的图像与原图像的差别，调整后的灰度直方图与原灰度直方图的区别。 对B进行直方图均衡化处理，试比较与原图的异同。 实验具体实现 熟悉MATLAB语言中对图像数据读取，显示等基本函数 文件读取与信息显示： [X,map]=imread(kids.tif); subimage(X,map); I=imread(kids.tif); imshow(I); imfinfo(kids.tif); 图像如下 灰度图像的转化 RGB=imread(greens.jpg); B=rgb2gray(RGB); imshow(B) 图像如下： 图像灰度变换处理在图像增强的作用 g1=imadjust(B,[0 1],[1 0]); g2=imcomplement(g1); imshow(g2) 图像如下 g3=log(1+double(I)); imshow（g3）； 图像如下 绘制图像灰度直方图的方法，对图像进行均衡化处理 图像灰度直方图的显示与灰度调整 imhist(B); J = imadjust(B,[],[0 1]); imhist(J); subimage(J); 对B进行直方图均衡化处理，试比较与原图的异同。 I=imread(pout.tif); [J,T]=histeq(I); figure,plot((0:255)/255,T); 实验二 数字图像的空间域滤波和频域滤波 一、实验目的 掌握图像滤波的基本定义及目的。 理解空间域滤波的基本原理及方法。 掌握进行图像的空域滤波的方法。 掌握傅立叶变换及逆变