数字图像处理实验(全完整答案).pdf
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1、实验一实验一常用常用 MATLABMATLAB 图像处理命令图像处理命令一、实验目的一、实验目的 1、熟悉并掌握MATLAB工具的使用;2、实现图像的读取、显示、代数运算和简单变换。二、实验环境二、实验环境MATLAB 6.5以上版本、WIN XP 或 WIN2000 计算机三、常用函数三、常用函数读写图像文件读写图像文件1 imread1 imread imread imread 函数用于读入各种图像文件,如:函数用于读入各种图像文件,如:a=imread(e:w01.tif)a=imread(e:w01.tif) 2 imwrite 2 imwrite imwrite imwrite 函数
2、用于写入图像文件,如:函数用于写入图像文件,如:imwrite(a,e:w02.tif,imwrite(a,e:w02.tif,tiftif) )3 3imfinfoimfinfo imfinfo imfinfo 函数用于读取图像文件的有关信息,如:函数用于读取图像文件的有关信息,如:imfinfo(e:w01.tif)imfinfo(e:w01.tif)图像的显示图像的显示1 1imageimage image image 函数是函数是 MATLABMATLAB 提供的最原始的图像显示函数,如:提供的最原始的图像显示函数,如: a=1,2,3,4;4,5,6,7;8,9,10,11,12;
3、a=1,2,3,4;4,5,6,7;8,9,10,11,12; image(a); image(a); 2 imshow 2 imshow imshow imshow 函数用于图像文件的显示,如:函数用于图像文件的显示,如: i=imread(e:w01.tif); i=imread(e:w01.tif);imshow(i);imshow(i);titletitle(原图像)(原图像)% %加上图像标题加上图像标题请浏览后下载,资料供参考,期待您的好评与关注!3 colorbar3 colorbar colorbar colorbar 函数用显示图像的颜色条,如:函数用显示图像的颜色条,如:
4、i=imread(e:w01.tif); i=imread(e:w01.tif); imshow(i); imshow(i); colorbar; colorbar;4 figure4 figurefigurefigure 函数用于设定图像显示窗口,如:函数用于设定图像显示窗口,如:figure(1)figure(1); /figure(2) /figure(2);5 subplot5 subplot把图形窗口分成多个矩形部分,每个部分可以分别用来进行显示。把图形窗口分成多个矩形部分,每个部分可以分别用来进行显示。SubplotSubplot(m m,n n,p p)分成)分成 m*nm*n
5、个小窗口,在第个小窗口,在第 p p 个窗口中创建坐标轴为当个窗口中创建坐标轴为当前坐标轴,用于显示图形。前坐标轴,用于显示图形。6 plot6 plot绘制二维图形绘制二维图形plotplot(y y)PlotPlot(x x,y y)xyxy 可以是向量、矩阵。可以是向量、矩阵。图像类型转换图像类型转换1 rgb2gray1 rgb2gray把真彩图像转换为灰度图像把真彩图像转换为灰度图像i=rgb2grayi=rgb2gray(j j)2 im2bw2 im2bw通过阈值化方法把图像转换为二值图像通过阈值化方法把图像转换为二值图像I=im2bwI=im2bw(j j,levellevel
6、)LevelLevel 表示灰度阈值,取值范围表示灰度阈值,取值范围 0101(即(即 0.n0.n),表示阈值取自原图像灰度),表示阈值取自原图像灰度范围的范围的 n%n%请浏览后下载,资料供参考,期待您的好评与关注!3 imresize3 imresize改变图像的大小改变图像的大小I=imresizeI=imresize(j j,m nm n)将图像)将图像 j j 大小调整为大小调整为 m m 行行 n n 列列图像运算图像运算1 imadd1 imadd两幅图像相加,要求同样大小,同种数据类型两幅图像相加,要求同样大小,同种数据类型Z=imaddZ=imadd(x x,y y)表示图
7、像)表示图像 x+yx+y2 imsubstract2 imsubstract两幅图像相减,要求同样大小,同种数据类型两幅图像相减,要求同样大小,同种数据类型Z=imsubtractZ=imsubtract(x x,y y)表示图像表示图像 x-yx-y3 immultiply3 immultiplyZ=immultiplyZ=immultiply(x x,y y)表示图像表示图像 x*yx*y4 imdivide4 imdivideZ=imdivideZ=imdivide(x x,y y)表示图像表示图像 x/yx/y四、实验内容(请将实验程序填写在下方合适的位置,实验图像结果拷屏粘贴)四、
8、实验内容(请将实验程序填写在下方合适的位置,实验图像结果拷屏粘贴)1、读入一幅 RGB 图像,变换为灰度图像和二值图像,并在同一个窗口内分成三个子窗口来分别显示 RGB 图像和灰度图像,注上文字标题。a=imread(f:1.jpg)i = rgb2gray(a)I = im2bw(a,0.5)subplot(3,1,1);imshow(a);title(原图像)subplot(3,1,2);imshow(i);title(灰度图像)subplot(3,1,3);imshow(I);title(二值图像)请浏览后下载,资料供参考,期待您的好评与关注!2、对两幅不同图像执行加、减、乘、除操作,在
9、同一个窗口内分成五个子窗口来分别显示,注上文字标题。a=imread(f:1.jpg)A=imresize(a,800 800)b=imread(f:2.jpg)B=imresize(b,800 800)Z1=imadd(A,B)Z2=imsubtract(A,B)Z3=immultiply(A,B)Z4=imdivide(A,B)subplot(3,2,1); imshow(A);title(原图像 A)subplot(3,2,2); imshow(B);title(原图像 B)subplot(3,2,3); imshow(Z1);title(加法图像)subplot(3,2,4); ims
10、how(Z2);title(减法图像)subplot(3,2,5); imshow(Z3);title(乘法图像)subplot(3,2,6); imshow(Z2);title(除法图像)请浏览后下载,资料供参考,期待您的好评与关注!3、对一幅图像进行灰度变化,实现图像变亮、变暗和负片效果,在同一个窗口内分成四个子窗口来分别显示,注上文字标题。a=imread(f:1.jpg);m = imadjust(a,0.5;1) ;%图像变亮n = imadjust(a,0;0.5) ;%图像变暗g=255-a;%负片效果subplot(2,2,1);imshow(a);title(原图像)subp
11、lot(2,2,2);imshow(m);title(图像变亮)subplot(2,2,3);imshow(n);title(图像变暗)subplot(2,2,4);imshow(g);title(负片效果)请浏览后下载,资料供参考,期待您的好评与关注!4、 熟悉数字图像处理常用函数的使用, 调出帮助文档查看其各种不同用法。方法:选择函数(函数所在区变暗) ,点右键弹出菜单,选择“ Help onSelection”五、实验总结五、实验总结分析图像的代数运算结果,分别陈述图像的加、减、乘、除运算可能的应用领域。请浏览后下载,资料供参考,期待您的好评与关注!实验四实验四常用图像增强方法常用图像增
12、强方法一、实验目的一、实验目的1、熟悉并掌握 MATLAB 图像处理工具箱的使用;2、理解并掌握常用的图像的增强技术。二、实验环境二、实验环境MATLAB 6.5 以上版本、WIN XP 或 WIN2000 计算机三、相关知识三、相关知识1 imnoise1 imnoiseimnoise 函数用于对图像生成模拟噪声,如:i=imread(e:w01.tif);j=imnoise(i,gaussian,0,0.02);模拟均值为0方差为0.02的高斯噪声,j=imnoise(i,salt&pepper, 0.04) 模拟叠加密度为 0.04 的椒盐噪声2 fspecial2 fspecialfs
13、pecial 函数用于产生预定义滤波器,如:h=fspecial(sobel);%sobel 水平边缘增强滤波器h=fspecial(gaussian);%高斯低通滤波器h=fspecial(laplacian);%拉普拉斯滤波器h=fspecial(log);%高斯拉普拉斯(LoG)滤波器h=fspecial(average);%均值滤波器3 3 基于卷积的图像滤波函数基于卷积的图像滤波函数imfilter 函数, filter2 函数,二维卷积 conv2 滤波,都可用于图像滤波,用法类似,如:i=imread(e:w01.tif);h=1,2,1;0,0,0;-1,-2,-1;%产生 S
14、obel 算子的水平方向模板请浏览后下载,资料供参考,期待您的好评与关注!j=filter2(h,i);或者:或者:h = fspecial(prewitt)I = imread(cameraman.tif);imshow(I);H = fspecial(prewitt); %预定义滤波器M = imfilter(I,H);imshow(M)或者:i=imread(e:w01.tif);h=1,1,1;1,1,1;1,1,1;h=h/9;j=conv2(i,h);4 4 其他常用滤波举例其他常用滤波举例(1)中值滤波medfilt2 函数用于图像的中值滤波,如:i=imread(e:w01.t
15、if);j=medfilt2(i,M N);对矩阵 i 进行二维中值滤波,领域为M*N,缺省值为 3*3(2)利用拉氏算子锐化图像, 如:i=imread(e:w01.tif);j=double(i);h=0,1,0;1,-4,0;0,1,0;%拉氏算子k=conv2(j,h,same);请浏览后下载,资料供参考,期待您的好评与关注!三、实验步骤三、实验步骤1、采用二维中值滤波函数 medfilt2 对受椒盐噪声干扰的图像滤波,窗口分别采用 3*3,5*5,7*7I = imread(f:lena.png);J = imnoise(I,salt & pepper,0.04);K1 = medf
16、ilt2(J,3 3);%对矩阵 i 进行二维中值滤波,领域为 3*3K2 = medfilt2(J,5 5);K3 = medfilt2(J,7 7);subplot(2,2,1);imshow(J);title(椒盐噪声干扰图像)subplot(2,2,2);imshow(K1);title(领域为 3*3 二维中值滤波)subplot(2,2,3);imshow(K2);title(领域为 5*5 二维中值滤波)subplot(2,2,4);imshow(K3);title(领域为 7*7 二维中值滤波)2、采用 MATLAB中的函数 filter2 对受噪声干扰的图像进行均值滤波I =
17、 imread(f:lena.png);j=imnoise(i,gaussian,0,0.02);%模拟均值为 0 方差为 0.02 的高斯噪声,M= filter2(fspecial(average,9),J)/255; %模板尺寸为 9subplot(2,1,1);imshow(j);title(噪声干扰图像)subplot(2,1,2);imshow(M);title(改进后的图像)请浏览后下载,资料供参考,期待您的好评与关注!3、采用三种不同算子对图像进行锐化处理。i=imread(f:1.jpg)I=rgb2gray(s)H=fspecial(sobel)%应用 Sobel 算子锐化
18、图像I1=filter2(H,I)%Sobel 算子滤波锐化H=fspecial(prewitt)%应用 prewitt 算子锐化图像I2=filter2(H,I)%prewitt 算子滤波锐化H=fspecial(log)%应用 log 算子锐化图像I3=filter2(H,I)%log 算子滤波锐化subplot(2,2,1);imshow(i);title(原图像)subplot(2,2,2);imshow(I1);title(Sobel 算子锐化图像)subplot(2,2,3);imshow(I2);title(prewitt 算子锐化图像)subplot(2,2,4);imshow
19、(I3);title(log 算子锐化图像)请浏览后下载,资料供参考,期待您的好评与关注!四、实验总结四、实验总结1、比较不同平滑滤波器的处理效果,分析其优缺点2、比较不同锐化滤波器的处理效果,分析其优缺点请浏览后下载,资料供参考,期待您的好评与关注!实验五实验五图像恢复和图像分割图像恢复和图像分割一、实验目的一、实验目的1、熟悉并掌握 MATLAB 图像处理工具箱的使用;2、理解并掌握常用的图像的恢复和分割技术。二、实验环境二、实验环境MATLAB 6.5 以上版本、WIN XP 或 WIN2000 计算机三、相关知识三、相关知识1 deconvwnr1 deconvwnr维纳滤波,用法:J
20、 = deconvwnr(I,PSF,NSR)用维纳滤波算法对图片 I 进行图像恢复后返回图像 J。 I 是一个 N 维数组。PSF 是点扩展函数的卷积。NSP 是加性噪声的噪声对信号的功率比。如:I = im2double(imread(cameraman.tif);imshow(I);title(Original Image );%模拟运动模糊LEN = 21;THETA = 11;PSF = fspecial(motion, LEN, THETA);blurred = imfilter(I, PSF, conv, circular);figure, imshow(blurred)%恢复图
21、像wnr2 = deconvwnr(blurred_noisy, PSF);figure, imshow(wnr2)title(Restoration of Blurred)2 edge2 edge检测灰度或者二值图像的边缘,返回一个二值图像,1 像素是检测到的边缘,0 像素是非边缘。用法:BW = edge(I,sobel,thresh,direction),请浏览后下载,资料供参考,期待您的好评与关注!I 为检测对象;边缘检测算子可用sobel,roberts,prewitt,zerocross,log,canny;thresh 指定阈值,检测时忽略所有小于阈值的边缘,默认自动选择阈值;d
22、irection 方向,在所指定的方向 direction 上,用 算子进行边缘检测horizontal(水平方向)、vertical(垂直方向)或 both(两个方向)。如:I = imread(circuit.tif);BW1 = edge(I,prewitt);imshow(BW1);3 strel3 strel创建形态学结构元素。用法:SE = STREL(arbitrary,NHOOD,HEIGHT) 创建一个指定领域的非平面结构化元素。 HEIGHT 是一个矩阵, 大小和 NHOOD 相同, 他指定了 NHOOD中任何非零元素的高度值。SE = STREL(ball,R,H,N)
23、创建一个空间椭球状的结构元素,其 X-Y 平面半径为 R,高度为H。R 必须为非负整数,H 是一个实数。N 必须为一个非负偶数。当 N0 时此球形结构元素由一系列空间线段结构元素来近似。SE = STREL(diamond,R) 创建一个指定大小 R 平面钻石形状的结构化元素。R 是从结构化元素原点到其点的距离,必须为非负整数。SE = STREL(disk,R,N) 创建一个指定半径 R 的平面圆盘形的结构元素。这里 R 必须是非负整数. N须是 0, 4, 6, 8. 当 N 大于 0 时,圆盘形结构元素由一组 N(或 N+2)个周期线结构元素来近似。 当 N 等于 0 时,不使用近似,
24、即结构元素的所有像素是由到中心像素距离小于等于 R 的像素组成。N 可以被忽略,此时缺省值是 4。注: 形态学操作在 N0 情况下要快于 N=0 的情形。如:se1 = strel(square,11) % 11 乘以 11 的正方形4 imerode4 imerode腐蚀图像用法:IM2 = imerode(IM,SE)腐蚀灰度、二进制或压缩二进制图像 IM ,返回腐蚀图像 IM2 。参数 SE是函数 strel 返回的一个结构元素体或是结构元素体阵列。如:使用一个盘状结构元素腐蚀一幅二进制图像。originalBW = imread(circles.png);se = strel(disk
25、,11);erodedBW = imerode(originalBW,se);imshow(originalBW), figure, imshow(erodedBW)请浏览后下载,资料供参考,期待您的好评与关注!5 imdilate5 imdilate膨胀图像用法:IM2 = imdilate(IM, SE)膨胀灰度图像、二值图像、或者打包的二值图像 IM,返回膨胀图像 M2。变量SE 是一个结构元素或者一个结构元素的数组,其是通过 strel 函数返回的。如:利用一个运行结构元素膨胀灰度图像。I = imread(cameraman.tif);se = strel(ball,5,5);I2
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