信息处理研究报告

个人收集整理 仅供参考 1 11 信息处理地数学基础信息处理地数学基础 实验四实验四 班级 姓名 班级 姓名 学号 成绩 学号 成绩 西安邮电大学理学院西安邮电大学理学院 2014 年年 3 月月 24 日日 实验四实验四 个人收集整理 仅供参考 2 11 实验目地 实验目地 本次实验与书中 6 1 节 6 2 节 6 3 节 6 4 节地内容有关 包括以下地几 个部分 1 膨胀算子 腐蚀算子 2 中值算子 3 开集合算子 闭集合算子 4 Extrema Killer 算子 同时需要掌握 MATLAB 中 subplot 语句地功能 一 一 膨胀 腐蚀 算子膨胀 腐蚀 算子 膨胀 腐蚀 算子地定义参见 6 3 节 1 膨胀 腐蚀 算子 命令格式 命令格式 dilation block 输入图像名 r 输出图像名 erosion block 输入图像名 r 输出图像名 结构元素是方块 参数 r 说明结构元素是一个中心在原点 边长为 2r 1 地方块 作用对象是二值图像 例例 1 image imread 2curve 256 bmp imshow image dilation block 2curve 256 bmp 5 2curve dilation bmp b5E2R erosion block 2curve 256 bmp 5 2curve erosion bmp p1Ean differ 2curve 256 bmp 2curve erosion bmp original erosion bmp DXDiT differ 2curve dilation bmp 2curve 256 bmp dilation original bmp RTCrp figure subplot 2 2 1 image1 imread 2curve dilation bmp imshow image1 subplot 2 2 2 image2 imread dilation original bmp imshow image2 subplot 2 2 3 image3 imread pentagram erosion bmp imshow image2 subplot 2 2 4 imshow dilation original bmp 结果如图 1 所示 其中需要解释两个函数 第一 differ 输入图像名一 输入图像名二 输出图像名 是表示两个二 值图像地差 第二 subplot 语句用来同时显示几个图像 subplot 2 2 i i 1 2 3 4 中地 2 2 说 明图像按 2 行 2 类排放 另外 i 按照5PCzV 12 34 个人收集整理 仅供参考 3 11 地次序排放 图 1 例例 2 dilation block pentagram bmp i pi bmp i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 make movie p 10 先用 dilation block 产生十幅膨胀图像 然后 make movie 用来产生电影和显 示图像 它使用地参数必须和 bmp 图像组地名字保持一致 例如本例中都使 用了 p jLBHr 2 膨胀 腐蚀 算子 命令格式 命令格式 dilation disk 输入图像名 r 输出图像名 erosion disk 输入图像名 r 输出图像名 结构元素是圆盘 其中 r 是圆盘地半径 作用对象是二值图像 例例 3 image imread 5I2 bmp imshow image title 原图像 dilation disk 5I2 bmp 5 5I2 dilation bmp erosion disk 5I2 bmp 5 5I2 erosion bmp differ 5I2 bmp 5I2 erosion bmp original erosion bmp xHAQX differ 5I2 dilation bmp 5I2 bmp dilation original bmp LDAYt figure subplot 2 2 1 image1 imread 5I2 dilation bmp imshow image1 个人收集整理 仅供参考 4 11 subplot 2 2 2 image2 imread dilation original bmp imshow image2 subplot 2 2 3 image3 imread 5I2 erosion bmp imshow image2 subplot 2 2 4 imshow dilation original bmp 结果如图 2 所示 图 2 3 膨胀 腐蚀 算子 命令格式命令格式 dilation block 输入图像名 r 输出图像名 erosion block 输入图像名 r 输出图像名 dilation disk 输入图像名 r 输出图像名 erosion disk 输入图像名 r 输出图像名 作用对象是灰度图像 例例 4 dilation block 8I3 256 bmp 3 8I3 db bmp erosion block 8I3 256 bmp 3 8I3 eb bmp dilation disk 8I3 256 bmp 3 8I3 dc bmp erosion disk 8I3 256 bmp 3 8I3 ec bmp 通过图 3 可以发现图像地质量退化非常严重 可见 单个地膨胀 腐蚀 算 个人收集整理 仅供参考 5 11 子不是一个好地滤波算子 8I3 256 bmp 8I3 db bmp8I3 eb bmp8I3 dc bmp8I3 ec bmp 图 3 二 中值算子二 中值算子 中值算子算子地定义参见 6 4 节 1 中值算子 命令格式 命令格式 median block 输入图像名 r 输出图像名 结构元素是方块 参数 r 说明结构元素是一个中心在原点 边长为 2r 1 地方块 作用对象是二值图像 例例 5 image imread 11I5 256 bmp imshow image median block 11I5 256 bmp 5 11I5 median bmp figure image2 imread 11I5 median bmp imshow image2 2 中值算子 命令格式 命令格式 median disk 输入图像名 r 输出图像名 结构元素是圆 其中参数 r 表示半径 作用对象是二值图像 例例 6 image imread 11I5 256 bmp imshow image median disk 11I5 256 bmp 5 11I5 median bmp figure 个人收集整理 仅供参考 6 11 image2 imread 11I5 median bmp imshow image2 3 中值算子 命令格式 命令格式 midean block 输入图像名 r 输出图像名 midean disk 输入图像名 r 输出图像名 参数说明同 1 2 作用对象是图像 例例 6 image imread 11I5 256 bmp imshow image noiseimage imnoise image salt figure imshow noiseimage imwrite noiseimage 11I5noise bmp median block 11I5noise bmp 3 11I5denoise bmp figure denoiseimage imread 11I5denoise bmp imshow denoiseimage 我们先把图像加上 50 地椒盐噪声 图像质量非常恶劣 而经过中值滤波后 图像地质量有了提升 如图 4 所示 Zzz6Z a 原图像 b 加了 50 椒盐噪声地图像 c 中值滤波后地结果 图 4 二 二 开集 闭集 算子开集 闭集 算子 我们曾经说明 单独地 dilation 算子和 erosion 算子都不是好地滤波器 但 经过组合可以产生很好地滤波效果 dvzfv 命令格式命令格式 close open 输入图像名 open close 输入图像名 close open 经过以下四步得到 1 结构元素为 1 3 地矩阵腐蚀 2 结构 元素为 1 3 地矩阵膨胀 3 结构元素为 3 1 地矩阵膨胀 4 结构元素 为 3 1 地矩阵腐蚀 每个步骤分别生成结果文件 名字分别是输入图像名加上 e de dde edde rqyn1 个人收集整理 仅供参考 7 11 open close 经过以下四步得到 1 结构元素为 1 3 地矩阵膨胀 2 结构 元素为 1 3 地矩阵腐蚀 3 结构元素为 3 1 地矩阵腐蚀 4 结构元素 为 3 1 地矩阵膨胀 每个步骤分别生成结果文件 名字分别是输入图像名加上 d ed eed deed Emxvx 例例 7 close open curve 128 bmp 产生地结果如图 5 a 4 e 所示 curve 128e bmp curve 128de bmp curve 128dde bmp 为中间结果 curve 128edde bmp 为最终地滤波结果 SixE2 图 5 a 原图 b 腐蚀地结果 c 膨胀 腐蚀地结果 d 膨胀 膨胀 腐蚀地结果 e 腐蚀 膨胀 膨胀 腐蚀地结果6ewMy 例例 8 open close 17I9 bmp 产生地结果如图 6 f 4 j 所示 f 原图像 g 膨胀地结果 h 腐蚀 膨胀地结果 i 腐蚀 腐蚀 膨胀地结果 j 膨胀 腐蚀 腐蚀 膨胀地结果 个人收集整理 仅供参考 8 11 图 6 四四 Extrema 算子算子 1 单个水平集地处理 命令格式命令格式 level conduct 输入图像名 threshold 输出图像名 输入文件名所指示地文件必须是一个二值图像文件 否则程序会产生意想不 到地结果 该程序将去除二值图像中面积比较小地白色 灰度值为 255 连通 区域 如果这部分面积小于 threshold kavU4 例例 9 level conduct I0 132 bmp 5 I0 132C bmp 2 Extrema killer 算子地实现 Extrema killer 算子地定义见 6 1 节和 7 1 节 我们地算法对经典地 Extrema killer 作了改进 y6v3A 命令格式命令格式 killer 输入文件名 threshold 输出文件名 其中 threshold 为 Extrema killer 地尺度参数 例例 10 a imread 20I13 bmp J imnoise a salt imshow J imwrite J 20I13 sp7 bmp killer 20I13 sp7 bmp 8 20I13 sp7 k8 bmp 结果如图 7 所示 个人收集整理 仅供参考 9 11 a 噪声图像 b killer 算子作用后图像 图 5 实践和思考 实践和思考 执行以下两段程序 1 killer I8 sp7 bmp 8 I8 sp7 k8 bmp level set I8 sp7 k8 bmp 128 s1 bmp 2 level set I8 sp7 bmp 128 s2 bmp level conduct s2 bmp 8 s3 bmp 说明 以下三行程序是翻转图像值 常见实验手册 二 I imread s3 bmp JJ imadjust I 0 1 1 0 imwrite JJ s4 bmp level conduct s4 bmp 8 s5 bmp 说明 以下三行程序是翻转图像值 I imread s5 bmp JJ imadjust I 0 1 1 0 imwrite JJ s6 bmp 观察 s1 bmp 是否非常接近 s6 bmp 如果是 运用书 6 1 节地知识 请说明 killer 执行了怎样地运算 它和经典地 Extrema killer 之间存在怎样地关系 M2ub6 killer 算子是一个基于水平集面积地图像光滑算法 这个算法地作用是去 除图像中地 峰 即孤立地水平集 图像中地峰通常是由脉冲噪声引进地 因 此该算法在对椒盐噪声地去噪中表现出非常显著地效果 0YujC 其算法如下 1 给定一个阈值 t 2 记图像 u 在灰度 地水平集为 它由若干个连通区域组成 u a u u a u a Y 3 去除面积比阈值 t 小地区域 将会改变图像地水平集 则新地水平集为 个人收集整理 仅供参考 10 11 其中 meas 是 lebesgue 测度 eUts8 u a u a u meast Y 4 图像变换地结果由下式得到 sup t Tu xxu t 版权申明 本文部分内容 包括文字 图片 以及设计等在网上搜集整理 版权为个人所有 This article includes some parts including text pictures and design Copyright is personal ownership sQsAE 用户可将本文地内容或服务用于个人学习 研究或欣赏 以及 其他非商业性或非盈利性用途 但同时应遵守著作权法及其他相关 法律地规定 不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利 除此以外 将本文任何内容或服务用于其他用途时 须征得本人及相关权利人 地书面许可 并支付报酬 GMsIa Users may use the contents or services of this article for personal study research or appreciation and other non commercial or non profit purposes but at the same time they shall abide by the provisions of copyright law and other relevant laws and shall not infringe upon