1、本科生实验报告（ 二 ）姓名: 学院: 专业:信息安全班级:信息安全实验课程名称:数字图像处理与分析实验日期:2013 年 4 月 25 日指导教师及职称:王云峰实验成绩:开课时间：2012-2013 学年 第 2 学期甘肃政法学院实验管理中心印制实验题目 图像空域增强 小组合作 否姓名 班级 信息安全 学 号 一、实验目的1、掌握灰度变换的基本原理。2、掌握直方图处理的基本原理。3、掌握 Matlab 中灰度变换和直方图处理的实现方法。4、理解图像滤波的基本定义及目的；5、掌握空域滤波的基本原理及方法；6、掌握用 MATLAB 语言进行图像的空域滤波的方法。二实验环境装有的 MATLAB 软
2、件的计算机和一些图片。三、实验内容与步骤图象增强是通过某种技术有选择地突出对某一具体应用有用的信息，削弱或抑制一些无用的信息。图象增强按增强处理所在空间不同分为空域增强方法和频域增强方法。空域增强:直接在图像所在的二维空间进行处理，即直接对每一像素的灰度值进行处理 。空间域增强方法主要有灰度变换增强、直方图增强、图像平滑和图像锐化等。1. 灰度变换 灰度变换:基于点操作，将每一个像素的灰度值按照一定的数学变换公式转换为一个新的灰度值。常用的有:对比度增强、直方图均衡化等方法。 分段线性灰度变换(1) 程序源代码： close all clear clc disp(=E4_4_2.m=); I=
3、imread(rice.png); subplot(3,3,1),imshow(I),ylabel(原图像); subplot(3,3,2),imhist(I); %方法1-系统函数%把灰度值范围80,160 映射到 20,220，灰度值小于80的映射为20，灰度值大于160的映射为220 J=imadjust(I,80/255 160/255,20/255 220/255); subplot(3,3,4),imshow(J),ylabel(变换图像( 方法1); subplot(3,3,5),imhist(J); %方法2-编程实现%把灰度值范围80,160 映射到 20,220，灰度值小于
4、80的映射为20，灰度值大于160的映射为220 f0=0;g0=20; %分段曲线的第1 个点f1=80;g1=20; %分段曲线的第 2个点f2=160;g2=220; %分段曲线的第 3个点f3=255;g3=220; %分段曲线的第 4个点subplot(3,3,9),plot(f0,f1,f2,f3,g0,g1,g2,g3),xlabel(f),ylabel(g),axis(0 255 0 255); %绘制变换曲线r1=(g1-g0)/(f1-f0); %曲线1的斜率b1=g0-r1*f0; %曲线1的截距r2=(g2-g1)/(f2-f1); %曲线2的斜率b2=g1-r2*f1
5、; %曲线2的截距r3=(g3-g2)/(f3-f2); %曲线3的斜率b3=g2-r3*f2; %曲线3的截距m,n=size(I); K=double(I); for i=1:m for j=1:n f=K(i,j); g(i,j)=0;17 if(f=f0)s 为(x,y)邻域中像素坐标的集合，其中不包括(x,y);M 表示集合 s 内像素的总数。常用的邻域有 4-邻域和 8- 邻域。非加权邻域平均法可以用模板卷积求得，即在待处理图像中逐点地移动模板，求模板系数与图像中相应像素的乘积之和，模板数为 1。非加权邻域平均 33 模板。91模板与图像值卷积时，模板中系数 w(0,0)应位于图像
6、对应于(x,y) 的位置。在图像中的点(x,y)处，用该模板求得的响应为： )1,()1,),1()0,.),()0,( .11 yxfwyxfwyxfwR所有模板系数可以有不同的权值 .(a)是一般形式，(b) 是一具体实例。对于一幅 MN 的图像，经过一个 mn(m 和 n 是奇数)的加权均值滤波的过程可用下式给出： asbtst twtysxfyxg),(,),(式中，a=(m-1)/2 且 b=(n-1)/2，分母是模板系数总和，为一常数。 (3)对于一个有序序列，可以通过求最大最小值方法求中值。Tukey 提出中值滤波方法，它对脉冲干扰和椒盐噪声的抑制效果好，在抑制随机噪声的同时能够
7、保持边缘减少模糊。中值滤波：对一个滑动窗口内的诸像素的灰度排序，用其中值代替窗口中心像素原来的灰度值。N=5中值滤波的效果要优于均值滤波的效果，图像中的边缘轮廓比较清晰。 五、实验总结从实验中得出的结论：1）均衡化后各像素的灰度值可直接由原图像的直方图算出。2）中值滤波的效果要优于均值滤波的效果，图像中的边缘轮廓比较清晰。3）中值滤波在某些情况下抑制噪声，而在另一些情况下却会抑制信号。通过本次实验，掌握了灰度变换与直方图处理的基本原理，熟悉了 Matlab中灰度变换和直方图处理的实现方法，进一步理解了图像滤波的基本定义及目的；掌握了空域滤波的基本原理及方法；学会用 MATLAB 语言进行图像的空域滤波的方法。
