数字图像处理上机作业一

1、 数字图像处理上机作业一1. 设计一个程序，绘制出一幅灰度图象的直方图。Solution：代码及代码的说明：%作用：返回灰度矩阵a，并画出直方图function a=zhifangtu(x) % x为要分析的图像名加单引号I=imread(x);b=size(I);a=zeros(1,256); % a为一个1*256的矩阵分别记录灰度为0到255的像 %的个数for m=1:b(1) %两个for语句将整张图的所有像素都扫描一遍 for n=1:b(2) a(I(m,n)+1)= a(I(m,n)+1)+1; %将灰度为I(m,n)的像素个数存储在%a(I(m,n)+1)中,因为matlab

2、里没有 %a(0) endendn=0:255;bar(n,a);%画出直方图s=sum(a) %查看直方图的总的面积等于这张图的总像素值实验结果及分析：在命令窗口中输入zhifangtu('Lenna.bmp')返回s =262144，以及灰度矩阵a，同时有如下直方图输出：分析及结论：在命令窗口中用size命令可查知Lenna.bmp是512*512的，返回的s =262144恰等于512*512，说明所编的直方图的程序恰将所有的像素点都统计了，直方图的总面积等于像素总数。直方图的作用也就是将一张图中不同灰度值对应像素数的一个统计。在这个程序的编写中应注意a(I(m,n)+1

3、)= a(I(m,n)+1)+1 不能写成a(I(m,n)= a(I(m,n)+1 ，应为在matlab中矩阵表示没有a(0),若某个像素点的灰度值是0，就会出错，故应写成a(I(m,n)+1)= a(I(m,n)+1)+1形式。2.对同一场景但模糊程度不一样的三张数字图像绘制出其直方图, 计算每一幅图象所有像素灰度的方差。图象的清晰度同灰度方差什么关系? Solution：代码及代码的说明：%作用：绘出模糊程度不一样的三张数字图像的直方图，并输出各自灰度方差I1=imread('tu1.bmp');I1=rgb2gray(I1); %转换为灰度图像imwrite(I1,

4、9;tu0.bmp'); %由于直方图只能对灰度图作用，故先将其转为灰度图subplot(2,2,1);zhifangtu('tu0.bmp');title('tu1直方图'); %绘出tu1.bmp的直方图k1=size(I1);I1=single(I1);I1=(I1-mean(mean(I1)').2; %个像素灰度值减去平均灰%值后再平方t1=sum(sum(I1)')/k1(1)/k1(2), %输出tu1.bmp的所有像素灰度的方差subplot(2,2,2);zhifangtu('tu2.bmp');titl

5、e('tu2直方图'); %绘出tu2.bmp的直方图I2=imread('tu2.bmp');k2=size(I2);I2=single(I2);I2=(I2-mean(mean(I2)').2; %个像素灰度值减去平均灰度值后再%平方t2=sum(sum(I2)')/k2(1)/k2(2), %输出tu2.bmp的所有像素灰度的方差subplot(2,2,3);zhifangtu('tu3.bmp'); title('tu3直方图'); %绘出tu3.bmp的直方图I3=imread('tu3.bmp&

6、#39;);k3=size(I3);I3=single(I3);I3=(I3-mean(mean(I3)').2; %个像素灰度值减去平均灰度值%后再平方t3=sum(sum(I3)')/k3(1)/k3(2), %输出tu3.bmp的所有像素灰度的方差figure;subplot(2,2,1);imshow('tu1.bmp');title('tu1图'); %绘出tu1.bmp的图subplot(2,2,2);imshow('tu2.bmp');title('tu2图'); %绘出tu1.bmp的图subplo

7、t(2,2,3);imshow('tu3.bmp');title('tu3图'); %绘出tu1.bmp的图实验结果及分析：上述代码执行后，输出t1 = 7.3027e+003，t2= 6.5808e+003，t3=5.4860e+003；同时输出如下直方图：原始图：分析及结论：tu1，tu2，tu3三幅图是依次变模糊的，三张图的所有像素灰度方差依次为t1 = t1 = 7.3027e+003，t2= 6.5808e+003，t3=5.4860e+003，它们是依次变小的，可知图象的清晰度随灰度方差的变小而变得模糊。2. 对一幅灰度图象进行线性点运算操作,使其:

8、 (a)亮度增加 (b)对比度增加,且平均亮度不变 (c)反色 . 用第一题的程序分别绘制出直方图.Solution：代码及代码的说明：%作用：对一幅灰度图象进行线性点运算操作,使(a)I1输出亮度增加的图 (b)I2输出对比度增加,且平均亮% 度不变的图 (c)I3输出反色的图function bianhuan(x)I=imread(x); %将待操作的灰度图以数字形式存于矩阵I中imwrite(I,'I.bmp'); %将原图以I.bmp名存储I1=I+50; %在原图基础上使亮度增加imwrite(I1,'I1.bmp');k=size(I);I2=1.5

9、*(single(I)-mean(mean(I)')+mean(mean(I)'); %使对比度增加，平均亮度不变I2=uint8(I2); %在转换为8位无符号二进制数方式存储imwrite(I2,'I2.bmp');I3=255-I; %反色imwrite(I3,'I3.bmp');subplot(2,2,1);imshow('I.bmp');title('原始图'); %输出原图subplot(2,2,2);imshow('I1.bmp');title('I1.bmp'); %

10、I1.bmp图subplot(2,2,3);imshow('I2.bmp');title('I2.bmp'); %I2.bmp图subplot(2,2,4);imshow('I3.bmp');title('I3.bmp'); %I3.bmp图figure;subplot(2,2,1);zhifangtu('I.bmp');title('原始图直方图');%输出原图的直方图subplot(2,2,2);zhifangtu('I1.bmp');title('I1直方图')

11、; %I1.bmp图的直方图subplot(2,2,3);zhifangtu('I2.bmp');title('I2直方图'); %I2.bmp图的直方图subplot(2,2,4);zhifangtu('I3.bmp');title('I3直方图'); %I3.bmp图的直方图实验结果及分析：在命令窗口中输入bianhuan(Lenna.bmp)执行上述代码后，输出如下图形：分析及结论： 在线性点运算D2=a*D1+b中，a=1，b>0可使输出图形亮度增加，如上面有I到I1的变换；a>1,b=0,可使对比度增加，但同时也会使图形的亮度增加，为了得到对比度增加，平均亮度不变的图形，可以执行一下的一段程序：I2=1.5*(single(I)-mean(mean(I)')+mean(mean(I)')，其中mean(mean(I)')为I所有像素灰度的平均值，让I中所有像素的灰度值