数字图像处理实验讲义06版..doc

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 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。 实验内容： 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； 熟悉图像文件的读取、显示和保存； 熟悉常用的图像文件格式，以及各种格式的转换； 了解图像数据的存储形式，掌握在Matlab中获取图像数据的方法。 实验步骤： 曲线的绘制：给出6条曲线分别为： ，， ，， 将绘制在单窗口、同一坐标系中 将绘制在单窗口3个子图中 将分窗口绘制 程序中需要用到的主要函数： plot、subplot、figure 熟悉图像文件的读取、显示、保存以及格式转换 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。 需要用到的主要函数：load 将1）中读入的图像显示出来。 需要用到的主要函数：imshow 将1）中读入的图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。 需要用到的主要函数：ind2gray、ind2rgb、im2bw、save 从matlab的images文件夹中读取一幅真彩色图像（green.jpg）将其转换到HSV空间和YCrCb空间，并将这些图像保存成图像文件，到你的文件夹中。 需要用到的主要函数：imread、rgb2hsv、rgb2Ycbcr、imwrite 注意：load函数和imread函数、save函数和imwrite函数的区别。 学习使用help功能。打开image processing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。 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。 实验内容： 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； 研究傅里叶变换幅度的平移不变性； 研究傅里叶变换幅度的旋转性质； 研究傅里叶变换的尺度变换性质； 研究理想低通滤波对图像的处理效果。 基本原理： 定义：二维离散傅里叶变换与反变换 正： 反： 原图象 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。 实验步骤： 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）。 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： B=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 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： 图3 图1的平移 图4 图3的傅立叶变换结果 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5 图1的旋转 图6 图5的傅立叶变换结果 旋转函数：imrote（） 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 图9 图1的缩小 图10 图9的傅立叶变换结果 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，