数字图像处理Microsoft Word 文档.doc

数字图像处理上机实验报告实验1图像的基本操作思考题（1）matlab和c语言编程有哪些区别？答：C语言功能丰富，使用灵活方便，目标程序效率高。既有高级语言的优点，又有低级语言的特点。因此，C语言是目前应用最广的编程语言。MATLAB是一个完整的、功能齐全的编程环境，但在某些情况下，与外部环境的数据和程序的交互是非常必须而且有益的。MATLAB是用M语言编程，不能在M文件中直接调用C语言程序。MATLAB是一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。这种语言可移植性好、可拓展性极强。它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似。具有高效的数值计算及符号计算功能,能使用户从繁杂的数学运算分析中解脱出来; 具有完备的图形处理功能,实现计算结果和编程的可视化。 C的算法效率比MATLAB高很多，matlab对矩阵的优化非常有优势（2）用matlab编写函数时，有哪些注意事项？怎样检验自己编写函数的正确性？谈谈你的看法。答：用MATLAB编写函数时，程序大致分为两类：M 脚本文件 (M-Script) 和 M 函数 (M-function)。返回变量如果多于 1 个，则应该用方括号将它们括起来，否则可以省去方括号。输入变量和返回变量之间用逗号来分割。注释语句段的每行语句都应该由百分号 % 引导，百分号后面的内容不执行，只起注释作用。用户采用 help 命令则可以显示出来注释语句段的内容。此外，正规的变量个数检测也是必要的。如果输入或返回变量格式不正确，则应该给出相应的提示。编写过函数后，输出结果，与理论相比较，从而验证编写函数的正确性。也可参照运行后所给的提示，判断有无语法错误。我认为：编写程序要有一定得思路，一步一步的编。决不可想到什么编什么，如果程序过大，还应在修改时做好相应的笔记。68 71 70 67 66 66 59 56 49 53 47 41 37 67 71 67 67 63 61 56 53 50 53 46 37 29 68 66 63 60 61 56 54 51 49 47 41 29 23 68 60 57 56 60 53 49 45 49 46 38 30 28 60 59 58 56 53 52 52 46 46 46 34 29 27 58 60 68 58 55 53 53 51 45 44 35 28 27 Columns 14 through 26 127 129 129 130 131 138 138 142 146 151 151 149 148 128 128 130 130 128 136 138 142 146 150 150 149 148 127 123 130 131 128 132 140 144 145 149 150 150 146 126 126 130 126 131 137 142 146 146 148 149 149 145 126 128 137 138 143 145 144 144 142 143 141 142 137 129 132 137 141 144 143 144 145 142 143 137 142 136 Columns 27 through 39 143 134 119 118 90 80 64 62 61 69 71 73 73 143 132 119 111 88 78 65 61 60 66 70 69 73 141 131 120 102 90 76 60 55 58 59 62 64 74 140 127 116 106 87 78 61 57 56 57 64 68 67 142 125 110 102 91 74 59 56 55 60 64 65 64 Columns 40 through 52 74 78 74 76 79 76 75 78 76 78 78 74 74 74 75 74 73 76 73 73 76 73 76 76 74 74 76 69 70 69 72 69 71 74 72 70 73 71 75 Columns 53 through 65 79 83 83 88 83 90 93 91 96 94 91 102 98 79 80 84 87 85 89 92 91 93 94 90 97 99 76 79 86 84 87 91 95 92 94 89 90 95 98 79 79 80 85 84 89 88 93 93 93 93 97 92 Columns 66 through 78 101 97 97 107 102 100 97 97 96 103 99 99 97 99 99 97 104 99 101 99 97 97 102 99 98 98 96 101 96 98 99 97 96 98 102 99 99 99 97 95 95 99 99 98 97 99 99 96 98 97 100 98 Columns 79 through 91 104 104 98 101 102 103 101 101 100 101 103 103 101 104 103 100 103 104 104 101 101 102 102 102 105 100 98 97 99 101 102 102 101 98 101 101 100 97 101 Columns 92 through 104 100 102 105 101 101 105 103 105 105 105 103 104 103 98 101 102 100 101 104 102 103 101 104 103 102 103 98 97 99 98 99 101 102 100 101 102 99 98 99 Columns 105 through 117 107 104 102 101 100 101 101 99 99 106 105 100 100 104 106 101 98 98 100 100 98 98 102 106 98 99 106 100 108 98 103 98 100 96 98 105 105 98 101Columns 118 through 130 100 97 101 104 102 103 106 100 102 96 105 111 103 99 96 102 101 102 102 103 101 99 97 103 106 103 94 99 100 103 100 103 98 101 96 101 99 102 101 Columns 131 through 143 99 98 101 99 102 98 98 101 96 105 98 99 98 99 98 99 99 99 99 97 100 97 104 93 97 99 100 96 95 96 95 101 93 97 97 96 95 97 97 Columns 144 through 156 99 99 97 97 97 98 94 98 98 92 91 89 90 99 96 97 98 96 98 95 96 96 91 91 91 89 97 98 97 96 95 97 95 94 94 91 89 92 87 Columns 157 through 169 87 84 80 72 76 85 96 108 113 121 127 131 136 86 83 79 74 74 84 95 106 111 121 125 129 134 Columns 170 through 182 138 141 130 121 125 127 127 128 127 130 128 134 130 138 138 131 124 127 126 126 125 126 130 127 130 131 135 136 131 129 125 125 127 124 128 127 126 129 130 Columns 183 through 195 128 128 126 127 127 127 125 130 129 127 131 132 134 128 127 126 126 126 127 126 128 132 128 131 130 133 127 127 128 127 126 128 130 128 127 125 127 130 130 Columns 196 through 208 129 133 136 132 129 132 147 185 199 206 208 212 212 130 132 133 132 128 129 145 181 197 205 208 211 211 130 132 132 129 130 127 129 161 190 201 207 210 212 Columns 209 through 221 212 200 169 113 77 72 79 79 88 89 90 93 97 213 203 176 122 77 71 76 81 88 89 88 92 95 213 210 195 157 100 71 73 79 85 85 90 84 90 Columns 222 through 234 88 94 89 93 99 91 92 90 91 90 90 94 93 90 92 91 94 96 92 91 90 89 90 92 94 93 89 90 95 90 96 91 94 95 92 94 96 95 95 Columns 235 through 247 95 95 96 94 94 86 96 96 98 96 91 98 97 94 94 96 95 93 87 95 94 98 95 93 98 95 96 93 92 92 91 94 90 94 95 92 92 98 96 95 90 95 92 94 93 92 96 96 95 96 96 97 Columns 248 through 256 91 86 86 86 92 123 145 148 114 91 85 86 89 94 116 133 125 87 95 91 91 96 98 85 69 44 30 98 97 94 95 78 47 27 22 19 map = 0 0 0 0.0039 0.0039 0.0039 0.0078 0.0078 0.0078 0.0118 0.0118 0.0118 0.0157 0.0157 0.0157 0.0196 0.0196 0.0196 0.0235 0.0235 0.0235 0.0275 0.0275 0.0275 0.0314 0.0314 0.0314 0.0353 0.0353 0.0353 0.0392 0.0392 0.0392 0.0431 0.0431 0.0431 0.0471 0.0471 0.0471 经上面的数据显示，指定图像的部分数据显示正确，和原图像的相符。1. Lena.bm图像的第13-15行第71-100列的数据显示在屏幕上,如上图。2. 在matlab中读一幅原始灰度图，并给它加一定噪声,我加了椒盐噪声 ,结果如下图:加噪后的图像和加噪前图像的PSNR值:I = 95 93 94 92 96 95 96 98 97 95 95 100 94 98 99 95 96 98 94 97 96 95 94 94 98 100 100 96 98 100 96 95 93 93 93 96 96 95 96 96 95 96 96 97 98 98 98 95 95 97 101 96 94 94 96 95 99 98 99 91 96 95 94 96 90 93 88 94 96 99 97 94 94 90 95 98 95 96 95 94 95 96 93 96 93 96 98 100 96 94ans = 22.1657意义：当噪声越大时，噪声的PSNR值，即峰值性噪比会减小。把Lena.bmp图像的右上角四分之一的数据变为0，并将结果写入新图像Lenacrop.bmp,如下图。改变噪声强度，观察PSNR值的变化，体会该值表现的物理含义实验2 图像变换及直方图均衡思考题（1） DFT变换和DCT变换有什么区别和联系？答：DFT是离散傅里叶变换，针对的是离散的信号和频谱。DFT是DTFT变化而来，其实就是将连续时间t变成了nT.因为计算机是在数字环境下工作的，它不可能看见或者处理现实中连续的信号，只能够进行离散计算，在真实性上尽可能地逼近连续信号。所以DFT是为了我们能够去用工具分析信号而创造出来的。DCT是DFT的一种形式。所谓“余弦变换”，是在DTFT傅立叶级数展开式中，如果被展开的函数是实偶函数，那么其傅立叶级数中只包含余弦项，再将其离散化(DFT)可导出余弦变换，因此称之为离散余弦变换(DCT)。其实DCT属于DFT的一个子集。DCT用于语音和图像处理比较多。DCT是简化傅氏变换的重要方法。他克服了数字信号处理中，经常会遇到对信号数据作平滑处理。局部平均滤波是常用的一种算法，若是对具有随机脉冲噪声的信号进行处理，虽然脉冲噪声有所衰减，但它对滤波结果仍有显著的影响。中值滤波却是对窗内数据进行大小的排序，取结果的中间项对应的值，这样脉冲噪声就不起作用，不影响中值结果 所以，中值滤波在有随机脉冲噪声的情况下，能较好地保护原始信号。（2） 为什么一般的图像变换采用8*8de分块？试分析分块过大或过小会出现什么问题？答：进行离散余弦变换和离散余弦逆变换时，当N取值小到一定程度，采用变换处理会出现块与块之间存在边界效应的现象，即存在不连续点。减少DCT系数，会使重建信号变得模糊，而误差信号轮廓变得明显。这也说明了利用DCT做图像压缩的时候，一般选用8*8的子块。 （3） 为什么数字图像通过直方图均衡不能得到理想的均匀分布的直方图答：均衡后得知直方图并不是很均匀，是由于取的量化级太少（8个灰度级），所以与由连续分布的灰度直方图推出的理论造成的误差较大。由于量化误差，量化级数越多，误差越小，与连续分布的情况越接近，一般取灰度级为256，则均衡以后的直方图就很接近理想的均匀分布。在matlab环境中，进行图像的离散余弦变换和离散余弦逆变换:调用imhist函数绘制图像直方图,如下:均衡化的图像加噪后的图像原图像的直方图与原图像，以及均衡化后的直方图与图像：自己编写的myhist函数和所调用函数执行出来的结果相似，但是有一些变动。myhisteq函数，实现均衡化后的误差比matlab函数大,总体上实现了直方图以及均衡化。实验3 图像平滑（1） 根据自己的实验结果，讨论说明利用平均法和中值滤波法各适用于哪类含噪声图像？答：平均法是简单的空域处理方法。这种方法的基本思想是用几个像素灰度的平均值来代替一个像素原来的灰度值，实现图像的平滑。采用平均法的均值滤波器实用于去除通过扫描得到的图像中的颗粒噪声 数字信号处理中，经常会遇到对信号数据作平滑处理。局部平均滤波是常用的一种算法，若是对具有随机脉冲噪声的信号进行处理，虽然脉冲噪声有所衰减，但它对滤波结果仍有显著的影响。中值滤波是对窗内数据进行大小的排序，取结果的中间项对应的值，这样脉冲噪声就不起作用，不影响中值结果 所以，中值滤波在有随机脉冲噪声的情况下，能较好地保护原始信号。中值滤波在滤除叠加白噪声和长尾叠加噪声方面显示了极好繁荣性能，他对消除椒盐噪音非常有效，在光学测量条纹图象的相位分析处理方法中有特殊作用，但在条纹中心分析方法中作用不大.邻域平均法：在去噪的同时也使边界变得模糊了。中值滤波：非线性的处理方法，目的是在保护图像边缘的同时，去除噪声。（2） 在对图像进行中值滤波时，邻域半径的大小对图像有什么影响，为什么？答：半径越大，图像模糊程度越大。因为模板半径越大，受影响的高频分量被忽略的可能性就越大，所以造成图像的模糊度增加。（3） 为什么中值滤波适用于平滑含有脉冲噪声（椒盐噪声）的图像，而不是用于含有随机噪声（如高斯噪声）的图像和点，线，尖角细节较多的图像。答：中值滤波对于消除孤立点和线段的干扰十分有用。特别是对于胡椒盐噪声（脉冲噪声）尤为有效，对于消除高斯噪声的影响效果不佳。数字信号处理中，经常会遇到对信号数据作平滑处理。局部平均滤波是常用的一种算法，若是对具有随机脉冲噪声的信号进行处理，虽然脉冲噪声有所衰减，但它对滤波结果仍有显著的影响。中值