《数字图像处理上机》
实验报告
班级：电信 姓名：柳 学号：
1102 阳 0703110210
江南大学 物联网工程学院
数字图像处理上机实验
1、实验目的
了解matlab软件/语言，学会使用matlab的图像处理工具箱（Image Processing Toolbox）,使学生初步具备使用该软件处理图像信息的能力，并能够利用该软件完成本课程规定的其他实验和作业。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。，学会使用MatLab对图像作滤波处理，使学生有机会掌握滤波算法，体会滤波效果。了解几种不同滤波方式的使用和使用的场合，培养处理实际图像的能力.
2、实验要求
学生应当基本掌握matlab的操作，掌握matlab图像处理工具箱中最常用的函数用法。
练习图像读写命令imread和imwrite并进行图像文件格式之间的转换。学生应当完成对于给定图像+噪声，使用平均滤波器、中值滤波器对不同强度的高斯噪声和椒盐噪声，进行滤波处理；能够正确地评价处理的结果；能够从理论上作出合理的解释。
3、实验内容及步骤
1、图像的显示与格式转换
（1）学习matlab的基本操作； （2）使用imread函数读入图像； （3）使用figure函数创建窗口；
（4）使用image或imshow函数显示图像；
（5）使用colorbar函数在图像的右侧显示图像的亮度条。
2、图像的滤波
(1) 考察平均滤波器对高斯噪声污染的图象去噪效果 ； (2) 考察中值滤波器对高斯噪声污染的图象去噪效果； (3) 考察平均滤波器对椒盐噪声污染的图象去噪效果； (4) 考察中值滤波器对椒盐噪声污染的图象去噪效果。 (5) 考察滤波器模板大小对平均滤波器滤波效果的影响； (6) 考察滤波器模板大小对中值滤波器滤波效果的影响；
3、图像的频域变换
在Matlab workspace中生成一幅大小为256×256像素的8位灰度图, 背景为黑色，中心有一个宽80像素高40像素的白色矩形。对其做傅立叶变换，将该图像做30度旋转，再做傅立叶变换，查看两次频谱结果的差异。
4在Matlab环境中，首先读取自带的cameraman.tif图像，然后调用灰度均
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衡函数，设置相关参数，再输出处理后的图像。
4、实验结果记录 图像滤波
（1）使用“imread”函数读取图像然后用“imshow”函数显示图像 程序：a=imread('cameraman.tif'); subplot(3,3,1) imshow(a)
title('原始图像') 结果：
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（2）将图像变为二值图像并显示亮度条 程序：b=im2bw(a,graythresh(a)); Subplot(3,3,2) imshow(b)
title('二值图像') Colorbar 结果：
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（3）给图像加高斯噪声和椒盐噪声 程序：
c=imnoise(a,'gaussian',0.02); subplot(3,3,3) imshow(c)
title('加高斯噪声图像')
d=imnoise(a,'salt & pepper',0.02); subplot(3,3,4) imshow(d)
title('加椒盐噪声图像') 结果：
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（4）对加噪图像分别进行中值滤波和均值滤波 程序：
e=medfilt2(c,[2 2]); subplot(3,3,5) imshow(e)
title('对高斯噪声中值滤波') f=medfilt2(d); subplot(3,3,6) imshow(f)
title('对椒盐噪声中值滤波') 结果：
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g=filter2(fspecial('average',3),c)/255; subplot(3,3,7) imshow(g)
title('对高斯噪声均值滤波')
h=filter2(fspecial('average',3),d)/255; subplot(3,3,8) imshow(h)
title('对椒盐噪声均值滤波')
（5）改变均值滤波模版后两图对比
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后图模板由3改为2后滤波效果明显下降 （6）改变中值滤波模版后两图对比
后图为模板由2改为3后滤波效果明显提高
图像的频域变换
(1)对图像进行傅立叶变换 程序：
结果：A=zeros(256,256); for i=108:148 for j=88:168 A(i,j)=255; end end
B=uint8(A);
figure,imshow(B) F=fft2(B);
figure,imshow(F)
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程序：BR=imrotate(B,30);
FR=fft2(BR);
figure,imshow(BR) figure,imshow(FR) 结果：
灰度均衡函数
程序：
m=imread('cameraman.tif'); figure
imshow(m);
n=histeq(m,256); figure
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imshow(n)
结果：
5、实验思考题分析
（1）简述matlab软件特点
简单概括matlab软件的特点为：编程效率高，用户使用方便，扩充能力强，交互性好，移植性和开放性很好，语句简单，内涵丰富，高效方便的矩阵和数组运算，方便的绘图功能 。
（2）matlab软件可以支持哪些图像文件格式？ Matlab支持14种图片格式分别为：JPEG、BMP、PCX、TIFF、PNG、GIF、HDF、ICO、CUR、XWD、RAS、PBM、PGM、PPM。
（3）说明函数imread的用途格式以及各种格式所得到的图像的性质。 imread的常见调用格式为： A = imread(filename,fmt)
其作用是将文件名用字符串filename表示的，扩展名用fmt表示的图像文件中的数据读到矩阵A中。如果filename所指的为灰度级图像，则A为一个二维矩阵；如果filename所指的为RGB图像，则A为一个m×n×3的三维矩阵。Filename表示的文件名必须在MATLAB的搜索路径范围内，否则需指出其完整路径。 imread的其他几种重要的调用格式为： [X,map] = imread(filename.fmt) [„] = imread(filename) [„] = imread(URL,„)
[„] = imread(„,idx) (CUR,ICO and TIFF only) [„] = imread(„,’frames’,idx) (GIF only)
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[„] = imread(„,ref) (HDF only)
[„] = imread(„,’BackgroundColor’,BG) (PNG only) [A,map,alpha] = imread(„) (ICO,CUR and PNG only)
上面一些参数的含义如下：idx是指读取图标（cur、ico、tiff）文件中第idx个图像，默认值为1。’frame’,idx是指读取gif文件中的图像帧，idx值可以是数量、向量或’all’。ref是指整数值。alpha是指透明度。
（4）结合实验内容，定性评价平均滤波器/中值滤波器对高斯噪声和椒盐噪声的去噪效果？
平均滤波对两种噪声去噪效果差不多，中值滤波对椒盐噪声去噪效果更好。
（5）结合实验内容，定性评价滤波窗口对去噪效果的影响。
就对于同一图像而言，滤波窗口M×M中其中M值越大图片越模糊同时去噪效果则越好。
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