数字图像处理实验教程-V3.1-zsj.doc

1、数字图像处理实验教程 V3.11青岛科技大学数字图像处理实验教程信息学院 张淑军版本：V3.12011年 3月试行2012-2014年修订数字图像处理实验教程 V3.12编写说明1. 本书是数字图像处理实验教程，配合理论授课内容，巩固所学知识，锻炼学生动手开发能力。2. 实验课需要学生预习，做好必要的准备，以保证实验效果。每次实验的内容和目标非常明确，实验过程中请同学们认真动手，举一反三，不依赖例程，能掌握编程思想。3. 为加强学生对于所掌握内容的理解，设计了实验回答问题，环环相扣，使学生在编程实践的同时巩固知识点，对所学知识融会贯通，为进入本次实验内容打下基础。4. 每次实验由例程和练习两部

2、分组成，例程包含了本次实验的核心内容，要求学生统一掌握。练习部分考虑了学生编程水平的高低，分为：基础练习；扩展练习；高层进阶三个层次，以激励编程好的学生积极主动往更高层次努力，培养、选拔优秀学生；大多数的学生可以完成扩展练习。5. 每课内容最后罗列了所用到的基本 OPENCV 函数，方便学生查找使用。未附说明的函数请学生自行查找 OPENCV 电子书，锻炼自己解决问题的能力。6. 每次实验完成之后，请学生按要求撰写实验报告，并在最后详细记录“实验收获与总结” ，将实验中遇到的问题和解决过程作为经验教训记录下来，训练学生及时总结归纳和反思、记录的习惯。数字图像处理实验教程 V3.13目 录目 录

3、 3实验 1 图像文件读入和显示（验证性，第 1章） .4实验 2 图像采集与显示（综合性，第 2章） .12实验 3 图像坐标变换（综合性，第 2章） .16实验 4 图像灰度变换（综合性，3.1 节） 21实验 5 直方图均衡化（验证性，3.3 节） 24实验 6 滤波器设计（综合性，3.4 节） 30实验 7 颜色空间转换（综合性，第 4章） .35实验 8 图像傅里叶变换（验证性，第 5章） .41拓展实验 基于 MFC的图像处理程序设计（综合性） 47参考文献 47数字图像处理实验教程 V3.14实验 1 图像文件读入和显示（验证性，第 1章）1. 实验目的（1） 熟悉 VC+6.0

4、 开发环境。（2） 了解 OpenCV 开发库，学会在 VC+6.0 环境下安装和配置 OpenCV。（3） 掌握开源库的通用安装和配置方法。（4） 通过运行一个简单的程序，初步了解 OpenCV 程序的特点。2. 实验内容（1） 编写程序掌握 OpenCV 加载及显示图像的方法。（2） 查看图像的属性（包括类型、大小、分辨率等） ，掌握图像的采样和量化、像素间的联系。3. 实验步骤（验证性实验）（1） 检查所用的计算机系统是否已安装了 VC+6.0（中英文版本均可） 。（2） 安装 OpenCV 1.0 并正确配置，配置文档见“9.OpenCV 配置文档” 。（3） 创建 OpenCV 控制

5、台项目。方法 1：新建文件在 VC6.0 下新建一个 C+源文件：File-New-Files- C+ Source File，取名为 hello.cpp，指定存储目录。在 hello.cpp 的编辑页面键入 hello.cpp 所给的代码，并保存。编译、连接，创建所需的工作区，在 Debug 目录下得到可执行文件hello.exe。方法 2：新建工程在 VC6.0 下创建一个空的控制台项目（Win32 Console Application） ，取名为 hello，指定存储目录。给该项目添加（新建）一个 C 源代码文件（C+ Source File） ，取名为hello.cpp。键入所给的代

6、码。编译、连接该程序，在 Debug 目录下得到可执行文件 hello.exe。（4） 在工程目录下放入图像文件 lena.jpg，运行该项目，得到输出结果。（5） 按照上述（1）-（3）步骤重新建立一个新的工程 hello2.dsw，键入hello2.cpp 的相关代码，编译、连接，调试参数，得到运行结果。控制台程序有两种方法运行：以命令行方式运行：在 cmd 命令行窗口（开始-运行- 打开，cmd-确定，进入命令行窗口）中找到 hello.exe 所在的文件夹，输入 hello.exe lena.jpg（要求lena.jpg 与编译连接好的 hello.exe 在同一个目录下） ，运行。指

7、定输入参数：在项目配置页依次找 Project-Settings-Debug-Program arguments，在其中直接输入程序要求的外部输入参数 lena.jpg，运行该程序。（要求 lena.jpg 与工程文件在同一个目录下。 ）为更好地理解控制台程序输入参数的问题，请将程序 hello.cpp 与程序hello2.cpp 做仔细的对比，认真体会。二者的区别在于，hello2.cpp 中的 main 函数带有两个参数，argc 和 argv，如下面形式：int main(int argc, char* argv) 或 int main(int argc, char* argv)数字图像

8、处理实验教程 V3.15这两个参数的作用是：argc 是指命令行输入参数的个数，argv 存储了所有的命令行参数。假如程序是 hello.exe，如果在命令行运行该程序，运行命令为：hello.exe lena.jpg，则：argc 的值是 2，argv0是“hello.exe“ ，argv1 是“lena.jpg“。（6） 修改 hello2 程序，使其可以同时读取、显示多幅图像。4. 实验回答问题（1） 什么是 OpenCV？（2） 通过实验，查看 IplImage 结构体的数据结构。请给出 IplImage 结构体的数据结构。（3） 请说明 OpenCV 配置过程中，各个步骤的意义。（4

9、） 如何修改程序，使得程序可以显示多幅图像？5. 练习【基础练习】试着不用参考给定例程，自己写出本次实验的代码，掌握OpenCV 图像处理程序的基本流程和框架。【扩展练习】编程实现加载并显示三幅图像，其中一幅通过指定文件名的方式读取，另外两幅通过外部输入参数读取。6. 实验报告要求实验报告要求写明以下 7 方面内容：（1） 写明实验目的。（2） 写明实验内容和步骤。（3） 写出完整的控制台程序代码，并加详细的注释。 （仅对 hello.c）（4） 描绘并解释实验结果，并对实验结果进行分析。（5） 写明实验中存在的不足，以及改进的方法。（6） 回答实验中涉及到的问题。（7） 写出本次实验的体会。

10、7. 预习内容（1）如何用摄像头采集图像并进行显示？（2）OpenCV 功能的进一步了解。8. 参考程序代码/* 程序名：hello.cpp功 能：读入指定文件，并在屏幕上显示*/#include “cv.h“#include “highgui.h“#define FILENAME “lena.jpg“/使用宏定义，指定图像文件名void main()IplImage* pImg;/定义图像结构变量指针pImg=cvLoadImage(FILENAME,1);/加载指定文件cvNamedWindow(“image“,1);/创建窗口，第 2 个参数为 1 表示固定大小，0表示可变大小cvSho

11、wImage(“image“,pImg);/在指定窗口显示图像文件数字图像处理实验教程 V3.16cvWaitKey(0);/等待按键，若无此句，程序运行时看不到结果cvDestroyWindow(“image“);/销毁窗口cvReleaseImage(/释放图像文件/* 程序名：hello2.cpp功 能：从磁盘中读入任意图像文件，并将图像显示在屏幕上 */#include “cv.h“#include “highgui.h“/在 main 函数中，argc 表示主程序接收的参数个数，argv 数组接收程序参数/如：当 argc=2 时，argv0表示第 0 个参数（可执行程序本身） ，a

12、rgv1表示第1 个参数（需人为输入）/当 argc=1 时，表示不需要从外界接收参数int main(int argc, char* argv)IplImage* pImg;/声明 IplImage 指针/载入图像if (argc=2 /创建窗口cvShowImage(“image“,pImg);/显示图像cvWaitKey(0);/等待按键cvDestroyWindow(“image“);/销毁窗口cvReleaseImage(/释放图像return 0;return -1;9. OpenCV 函数解释OpenCV 的函数和数据类型命名规则如下：（1） 宏全部使用大写字符，字间用下划线分隔

13、，如：CV_MAX_DIM，IPL_DEPTH_32F。（2） 数据类型以 Cv 开头，如：CvSize，CvPoint3D64f 等。（3） 函数以 cv 开头，如： cvLoadImage、cvSaveImage 等。需要包含的 OpenCV 头文件：“cv.h“：OpenCV 的基本函数头文件。“highgui.h“：用于用户 GUI 界面设计的 OpenCV 专用库，包括很多 Windows 数字图像处理实验教程 V3.17API 接口函数。OpenCV 基本函数：cvLoadImage 从文件读取图像语法：IplImage* cvLoadImage（const char* filen

14、ame，int flag=1）参数：filename：待载入的文件名，包括扩展名。可以载入BMP，DIB，JPEG ，PNG，PBM ，PGM ，PPM ，SR，RAS 和 TIFF 等文件格式。flag 表示是否是彩色图像（多通道） ，默认为 1，表示读入的图像被强制为 3通道的彩色图像flag=0，表示载入图像强制为单通道灰度图像flagOptions-Directories: 在 Include files 中，添加如下目录：C:PROGRAM FILESOPENCVCVINCLUDEC:PROGRAM FILESOPENCVCVAUXINCLUDEC:PROGRAM FILESOPEN

15、CVCXCOREINCLUDEC:PROGRAM FILESOPENCVOTHERLIBSHIGHGUIC:PROGRAM FILESOPENCVOTHERLIBSCVCAMINCLUDE点击 Options 之后页面如下：配置完之后，页面如下：数字图像处理实验教程 V3.19（2）配置库文件目录依次打开 Tools-Options-Directories: 在 Library files 中，添加如下目录：C:PROGRAM FILESOPENCVLIB配置完之后页面如下：数字图像处理实验教程 V3.110（3）添加库文件链接这一步对于每一个工程都要配置一次，在新建工程之后，依次打开 Pro

16、ject-Settings-Link，在 Object/library modules 中，添加所需要的 lib 文件，以空格分开。通常包括：cxcore.lib cv.lib cvaux.lib highgui.lib cvcam.lib ml.lib点击 Settings-Link，添加 6 个库之后的页面如下：数字图像处理实验教程 V3.111程序在链接、运行时，需要 OpenCV 的动态链接库的支持，如果程序提示找不到 dll 文件，则需将 OpenCV 的所有动态链接库文件（OpenCV-bin 目录下的 8 个 dll 文件）直接拷到系统安装目录 system32 下，这样 Ope

17、nCV 的程序无论在本机的何处运行，都没有问题了。数字图像处理实验教程 V3.112实验 2 图像采集与显示（综合性，第 2章）1. 实验目的（1） 了解 OpenCV 中使用摄像头采集图像的方法。（2） 掌握 OpenCV 进行图像采集、存储与显示的实现方法。2. 实验内容编写程序，用摄像头采集彩色图像并进行彩色和灰度显示。3. 实验步骤（验证性实验）（1） 首先保证计算机安装了某个摄像头（webcam）及其驱动程序，摄像头能正常采集。（2） 创建 OpenCV 控制台项目。（3） 添加源文件 gray.cpp，并输入相关代码。（4） 编译、连接、运行，得到实验结果。4. 实验回答问题（1）

18、 IplImage 结构体中 imageData 的格式是什么样的？ （2） 函数 cvCreateImage 的最后一个参数的含义是什么？（3） 画出示例代码 gray.cpp 程序的流程图。5. 练习【基础练习】修改程序，使得程序能读取硬盘上的 AVI 视频文件并逐帧显示。【扩展练习】自己编写完整程序实现以下功能：（1） 创建一个窗口（2） 载入图像（3） 显示图像（4） 创建一幅新图像（5） 将原图像转换为灰度图像赋给新图像（6） 在新窗口显示新图像（7） 销毁窗口，释放图像6. 实验报告要求实验报告要求写明以下 7 方面内容：（1） 写明实验目的。（2） 写明实验内容和步骤。（3） 写

19、出完整的控制台程序代码，并加详细的注释。（4） 描绘并解释实验结果，并对实验结果进行分析。（5） 写明实验中存在的不足，以及改进的方法。（6） 回答实验中涉及到的问题。（7） 写出本次实验的体会。7. 预习内容（1） 图像坐标变换有哪些？掌握每种变换的公式。（2） 图像坐标变换的级联。8. 参考程序代码/* 程序名：gray.cpp说 明：从摄像头采集图像，并转化为灰度图显示*/数字图像处理实验教程 V3.113#include #include #include #include int main( int argc, char* argv )/声明 IplImage 指针IplImage*

20、 pFrame = NULL; IplImage* pFrImg = NULL;CvCapture* pCapture = NULL;int nFrmNum = 0;/创建窗口cvNamedWindow(“color“, 1);cvMoveWindow(“color“, 60, 20);cvNamedWindow(“gray“, 1);cvMoveWindow(“gray“, 400, 20);if( !(pCapture = cvCaptureFromCAM(-1)/从摄像头获取图像/if( !(pCapture = cvCaptureFromAVI(“sea.avi”) /从视频文件获取图

21、像fprintf(stderr, “Can not open camera.n“);/报错return -2;/逐帧读取视频while(pFrame = cvQueryFrame( pCapture )nFrmNum+;/如果是第一帧，需要申请内存，并初始化if(nFrmNum = 1)pFrImg = cvCreateImage(cvSize(pFrame-width, pFrame-height), IPL_DEPTH_8U,1);pFrImg-origin=1;/设置图像数据起点为左下角，可设 0 查看不同结果cvCvtColor(pFrame, pFrImg, CV_RGB2GRAY)

22、; /转化成单通道图像（灰度图像）/显示图像cvShowImage(“color“, pFrame);数字图像处理实验教程 V3.114cvShowImage(“gray“, pFrImg);/等待按键事件cvWaitKey(2);/当前帧采集到之后延迟 2 毫秒，以便能实现连续显示视频的效果/cvWaitKey(0);/若参数为 0，则无限制等待按键，只能显示第一帧图像/销毁窗口cvDestroyWindow(“color“);cvDestroyWindow(“gray“);/释放图像和矩阵cvReleaseImage(cvReleaseImage(cvReleaseCapture(retu

23、rn 0;9. OpenCV 函数解释需要包含的 OpenCV 头文件#include “cxcore.h“#include “cvcam.h“#include “windows.h“cxcore.h：OpenCV 核函数头文件OpenCV 基本函数：OpenCV 支持从摄像头和视频文件（AVI）中捕捉图像，使用的两个函数是：cvCaptureFromCAM 从摄像头捕捉图像cvCaptureFromAVI 从视频获取图像返回值均为 CvCapture 结构体cvCaptureFromCAM功能：给从摄像头得到的视频流分配和初始化 CvCapture 结构。语法：CvCapture* cvCa

24、ptureFromCAM( int index );参数：index 要使用的摄像头索引，默认为-1。cvQueryFrame 获取视频序列帧的每一帧语法：IplImage* cvQueryFrame( CvCapture* capture );参数：capture 视频获取结构。 cvCreateImage 创建图像函数语法：IplImage *cvCreateImage(CvSize size, int depth, int channels)参数：size：图像的宽、高。depth ：图像图元深度。 channels 每个图元的颜色通道数。数字图像处理实验教程 V3.115返回值：Ipl

25、Image 结构体。cvMoveWindow 移动窗口函数语法：void cvMoveWindows(name,int x,int y)参数：name：窗口的名称。X：窗口左上角的 x 坐标。 Y：窗口左上角的 Y 坐标。cvGetWindowHandle 获取窗口句柄函数传入参数为窗口名称。返回值为窗口的句柄。cvCvtColor 色彩空间转换函数语法：void cvCvtColor(const CvArr* src, CvArr* dst, int code)参数：src 为源图像的不定数组，CvArr*指针，一般情况为 IplImage 型指针。Dst：目的地址的 CvArr 指针，一般

26、为 IplImage 型结构体。 Code：色彩转换空间，常数定义为 CV_2数字图像处理实验教程 V3.116实验 3 图像坐标变换（综合性，第 2章）1. 实验目的（1） 掌握图像坐标变换的原理和方法。（2） 能设计相应代码实现图像的旋转与缩放变换。2. 实验内容编写程序用 OpenCV 实现对图像的各种空间变换。需要实现的功能有：旋转与缩放。3. 实验步骤（综合性实验）（1） 新建源文件 rotate.cpp。（2） 编写程序代码，使程序可以对图像进行旋转与缩放。（3） 编译、连接（生成工作区） 、运行该文件，得到实验结果。（4） 通过给定的函数，理解所给代码的功能进而改写程序代码，使程

27、序可以对图像实现指定的空间变换，包括平移、旋转、缩放。4. 实验回答问题（1） 请给出图像坐标变换的基本公式和实现原理，并着重说明例程中的算法。（2） 写出平移矩阵、缩放矩阵、旋转（绕 z 轴）矩阵。5. 练习【基础练习】（1） 修改例程，使得程序可以每次按键旋转一次图像。 （这个修改在现在的代码上比较困难，需要把 rotate 函数解开，直接在 main 函数里写）（2） 修改例程，使得程序可以连续循环地旋转图像。【扩展练习】（1）使用 cvFlip 函数实现图像绕 x，y 轴或中心旋转。（2）修改例程，使得程序可以在旋转图像的同时缩放图像。【高层进阶】（1） 使用 cvResize 函数实

28、现图像的缩放功能。（2） 编写程序，实现图像的平移、旋转和缩放综合功能。6. 实验报告要求实验报告要求写明以下 7 方面内容：（1） 写明实验目的。（2） 写明实验内容和步骤。（3） 写出空间变换所涉及的图像处理函数，并加详细的注释。（4） 描绘并解释实验结果，并对实验结果进行分析。（5） 写明实验中存在的不足，以及改进的方法。（6） 回答实验中涉及到的问题。（7） 写出本次实验的体会。7. 预习内容（1） 空域图像增强的概念是什么？有哪些分类？（2） 给出几种常见的图像灰度映射函数。8. 参考程序代码/* 程序名：rotate.cpp数字图像处理实验教程 V3.117功 能：使用 OpenC

29、V 函数实现图像的旋转（平移和缩放） 。*/#include #include #include #include #include void myRotate(IplImage* ,int); /声明自定义的图像旋转函数int main()IplImage *src;src=cvLoadImage(“lena.jpg“);if(!src) printf(“加载图片失败！n“);return -1;cvNamedWindow(“src“,1);/窗口固定大小cvMoveWindow(“src“,200,80);/设定窗口左上角坐标位置cvShowImage(“src“, src);int an

30、g=45;cvRotate(src, ang);/旋转图像cvWaitKey(0);cvReleaseImage(cvDestroyWindow(“src“);return 0;void myRotate(IplImage* src,int angle)/自定义图像旋转函数 IplImage *dst=0;dst = cvCloneImage (src);float m6;int w = src-width;int h = src-height;m0 = cos(angle * CV_PI/180);m1 = sin(angle * CV_PI/180);m2 = w*0.5f;数字图像处理实

31、验教程 V3.118m3 = -m1;m4 = m0;m5 = h*0.5f;CvMat M = cvMat( 2, 3, CV_32F, m );/初始化一个 2 行 3 列的矩阵 M（矩阵元素的数据类型为 32 位 float 型）cvGetQuadrangleSubPix( src, dst, /以 M 矩阵变换 src 图像为 dst 图像cvNamedWindow(“dst“,1); cvMoveWindow(“dst“,500,80);cvShowImage(“dst“, dst);9. OpenCV 数据结构与基本函数CvMat 结构定义多通道矩阵，如下（在 cxcore/cxa

32、rray.cpp 中）：typedef struct CvMat int type; /元素类型和标记int step; /以字节为单位的行数据长度/* for internal use only */ int* refcount; int hdr_refcount; union uchar* ptr; short* s; int* i; float* fl; double* db; data; /data 指针#ifdef _cplusplus union int rows; int height; ; union int cols; int width; ; #else int rows;

33、 /行数int cols; /列数数字图像处理实验教程 V3.119#endif CvMat;函数说明：cvMat 初始化矩阵函数语法：CvMat cvMat(int rows, int cols, int type, void *data=NULL)参数：rows 矩阵行数，cols 矩阵列数，type 元素类型， data 可选项，指向分配给矩阵头的数据指针。OpenCV 中重要的矩阵变换函数，使用方法为 cvMat* cvCreateMat ( int rows, int cols, int type ); 这里 type 可以是任何预定义类型，预定义类型的结构如下：CV_ (S|U|F

34、)C。于是，矩阵的元素可以是 32位浮点型数据(CV_32FC1)，或者是无符号的 8 位三元组的整型数据(CV_8UC3)，或者是无数的其他类型的元素。一个 CvMat 的元素不一定就是个单一的数字。在矩阵中可以通过单一(简单)的输入来表示多值，这样我们可以在一个三原色图像上描绘多重色彩通道。对于一个包含 RGB 通道的简单图像，大多数的图像操作将分别应用于每一个通道（除非另有说明） 。cvGetQuadrangleSubPix 使用子像素精度提取像素四边形。该函数通过指定的变换矩阵对原图像进行相应的变换。语法：void cvGetQuadrangleSubPix( const CvArr

35、*src, CvArr *dst, const CvMat *map_matrix)参数：src 输入图像dst 提取的四边形map_matrix 为 2*3 的变换矩阵A | b说明：此函数以子像素精度从图像 src 中提取四边形，并将结果存储于 dst，计算公式如下：dstx + width(dst)/2, y+height(dst)/2 = src( , )121byAx22byAx其中，A 和 b 为几何形变参数，均来自映射矩阵 map_matrix。映射矩阵为：map_matrix= 2211bA此处，非整数坐标 的像素点值通过双线性插值得到。多通道图像yxT),(的每一个通道都单独

36、计算。这个函数旋转图像后，超出原图像部分，默认的是重复边界模式。cvResize 图像大小变换函数功能：函数 cvResize 将图像 src 改变尺寸得到与 dst 同样大小。若设定 ROI，函数将按常规支持 ROI.语法：void cvResize( const CvArr* src, CvArr* dst, int interpolation= 数字图像处理实验教程 V3.120CV_INTER_LINEAR );参数：src 输入图像dst 输出图像interpolation 插值方法，包括：（1） CV_INTER_NN - 最近邻插值（2）CV_INTER_LINEAR - 双线性

37、插值（默认时使用）（3）CV_INTER_AREA - 使用像素关系重采样。当图像缩小时，该方法可以避免波纹出现。当图像放大时，类似于 CV_INTER_NN 方法。（4）CV_INTER_CUBIC - 立方插值cvFlip 垂直，水平或既垂直又水平地翻转二维数组语法：void cvFlip( const CvArr* src, CvArr* dst=NULL, int flip_mode=0)参数：src 输入数组dst 输出数组，若 dst = NULL，则翻转是在内部替换。flip_mode 指定怎样翻转数组。若=0 ，则绕 x 轴翻转；若 0，则绕 y 轴翻转；若 0，则 dst(i

38、,j)=src(i,cols(src1)-j-1)，绕 y 轴旋转if flip_mode 1 | high 1 | bottom1 | top1 | low=high)return -1;/输入参数值不符合函数要求，则返回失败值/将输入参数缩放到 8 比特图像的灰度级别0, 255上double low2 = low*255;double high2 = high*255;double bottom2 = bottom*255;double top2 = top*255;double k = (top2 - bottom2)/(high2 - low2);/计算直线斜率int x,y;dou

39、ble val;/对图像中的像素逐个进行灰度变换for( y = 0; y height; y+)/y 为像素的纵坐标for (x = 0; x width; x+)/x 为像素的横坐标val= (uchar) src-imageData src-widthStep*y + x; /得到源图像中像素点的灰度值val = (val - low2)* k + bottom2;/计算变换后的灰度值if(val255) val=255; if(valimageData dst-widthStep*y + x = val;/对目标图像的像素点重新赋灰度值return 0;int main( int ar

40、gc, char* argv ) IplImage *src = 0, *dst = 0;if( argc != 2 | (src=cvLoadImage(argv1, 0) = NULL)/参数 0 表示强制转换为单通道灰度图像return -1;/指定读取灰度图像，否则程序退出cvNamedWindow( “src“, 1 );cvNamedWindow( “result“, 1 );/以下为图像增强过程/先复制源图像dst = cvCloneImage(src);/输入参数 0,0.5 和 0.5,1进行灰度变换if( ImageAdjust( src, dst, 0, 0.5, 0.5

41、, 1)!=0) return -1;cvShowImage( “src“, src );cvShowImage( “result“, dst );cvWaitKey(0);cvDestroyWindow(“src“);cvDestroyWindow(“result“);cvReleaseImage( cvReleaseImage( return 0;9. OpenCV 函数解释cvCloneImage 复制图像函数语法：IplImage* cvCloneImage(const IplImage* image)输入参数为源图像 IplImage 指针，返回值为目的 IplImage 指针。数字

42、图像处理实验教程 V3.124实验 5 直方图均衡化（验证性，3.3 节）1. 实验目的（1）熟悉直方图均衡化处理的理论基础；（2）掌握直方图均衡化处理的实现方法；（3）学习 VC+6.0 和 OpenCV 的编程方法；（4）验证直方图均衡化处理理论；（5）观察直方图均衡化处理的结果。2. 实验内容（1） 使用 VC+6.0 编译 OpenCV 程序 histeq.c 的代码，使程序显示直方图均衡化后的图像。观察并记录实验结果。（2） OpenCV 已经封装了对图像进行均衡化的算法（cvEqualizeHist 函数） ，试修改 histeq.c 的代码，直接使用函数 cvEqualizeHi

43、st 对图像进行均衡化。（3） 选做实验：参考提供的代码 imhist.c，建立相应工程，实现图像直方图的显示。了解在 OpenCV 中画图形的方法。3. 实验回答问题简述图像直方图均衡化的计算步骤。4. 练习【基础练习】（1） 熟练使用快捷键及 C 程序调试方法：F9 加断点， F10 单步执行，F5 调试等。（2） 练习使用 printf 打印语句用来检测局部结果。5. 实验报告要求实验报告要求写明以下 7 方面内容：（1） 写明实验目的。（2） 写明实验内容和步骤。（3） 写出图像处理函数代码，并对算法程序部分加详细的注释。（4） 描绘并解释实验结果，并对实验结果进行分析。（5） 写明实

44、验中存在的不足，以及改进的方法。（6） 回答实验中涉及到的问题。（7） 写出本次实验的体会。6. 预习内容预习空域滤波器的分类；平滑、锐化滤波器的实现方法。7. 参考程序代码/* 程序名：histeq.c功 能：读入图像，实现直方图的均衡化并显示*/#include “cv.h“#include “highgui.h“#define HDIM 256 / bin of HIST, default = 256数字图像处理实验教程 V3.125int main( int argc, char* argv ) IplImage *src = 0, *dst = 0;CvHistogram *hist

45、 = 0;int n = HDIM; double nnHDIM;uchar THDIM;CvMat *T_mat;int x;int sum = 0; / sum of pixels of the source image 图像中像素点总数double val = 0;if( argc != 2 | (src=cvLoadImage(argv1, 0) = NULL) / force to gray imagereturn -1;cvNamedWindow( “source“, 1 );cvNamedWindow( “result“, 1 );/ 计算直方图hist = cvCreateHi

46、st( 1, cvCalcHist( / Create Accumulative Distribute Function of histgramval = 0;for ( x = 0; x bins, x);/计算累积直方图nnx = val;/ 归一化直方图sum = src-height * src-width;for( x = 0; x #include int main( int argc, char* argv )IplImage *src = 0;IplImage *histimg = 0;CvHistogram *hist = 0;int hdims = 50; / 划分 HIS

47、T 的个数，越高越精确float hranges_arr = 0,255;float* hranges = hranges_arr;int bin_w; float max_val;int i;if( argc != 2 | (src=cvLoadImage(argv1, 0) = NULL) / force to gray imagereturn -1;cvNamedWindow( “Histogram“, 0 );cvNamedWindow( “src“, 0);hist = cvCreateHist( 1, / 计算直数字图像处理实验教程 V3.127方图histimg = cvCrea

48、teImage( cvSize(320,200), 8, 3 );cvZero( histimg );cvCalcHist( / 计算直方图cvGetMinMaxHistValue( hist, 0, / 只找最大值cvConvertScale( hist-bins, hist-bins, max_val ? 255. / max_val : 0., 0 ); / 缩放 bin 到区间 0,255 cvZero( histimg );bin_w = histimg-width / hdims; / hdims: 条的个数，则 bin_w 为条的宽度/ 画直方图for( i = 0; i bins,i)*histimg-height/255 );CvScalar color = CV_RGB(255,255,0); /(hsv2rgb(i*180.f/hdims);cvRectangle( histimg, cvPoint(i*bin_w,histimg-height),cvPoint(i+1)*bin_w,(int)(histimg-height - val),color, 1, 8, 0 );cvShowImage( “src“, src);cvShowImage( “Histogram“, histimg );cvWaitKey(0);cvDestroyWindow(“src