数字图像处理

1、实验名称：图像分割所属课程：数字图像处理实验类型：验证性实验实验类别：专业实验学时：3一、实验目的使用MatLab软件进行图像的分割。通过实验体会一些主要的分割算子对图像处理的效果。探索各种因素对分割效果的影响。二、实验原理及过程1.实验背景在对图像的研究和应用中，人们往往只对图像中的某些部分感兴趣，这些部分通常称为目标或者前景（其他不感兴趣的部分称为背景）。为了分析和辨识目标需要将它们从背景中提取出来。从图像中提取目标的技术和过程就称为图像分割。图像分割是图像处理中一类重要的研究内容，其目的是把图像分成一些有意义、互不重叠的区域，分割结果的优劣将直接影响图像的后续处理。作为图像分析、理解的基

2、础，图像分割在诸多领域具有广泛的应用，例如基于内容的图像检索、机器视觉、文字识别、指纹识别，以及生物医学图像处理方面的病变检测和识别，军事图像处理方面的地形匹配与目标制导，工业图像处理方面的无损探伤和非接触式检测等另外，图像分割技术也已用于图像压缩编码，近年来发展起来的基于内容的视频编码（如MPEG-4）同样离不开图像分割的结果。实验设计指标能够自行评价各主要算子在无噪声条件下和噪声条件下的分割性能。能够掌握分割条件（阈值等）的选择。完成规定图像的处理并要求正确评价处理结果能够从理论上作出合理的解释。实验要求（设计要求）使用Roberts算子的图像分割实验调入并显示图像;使用Roberts算子

3、对图像进行边缘检测处理；Roberts算子为一对模板：01-10100-1相应的矩阵为：rh=01；-10；rv=10;0-1;这里的rh为水平Roberts算子，rv为垂直Roberts算子。分别显示处理后的水平边界和垂直边界检测结果；用“欧几里德距离”和“街区距离”方式计算梯度的模，并显示检测结果；对于检测结果进行二值化处理，并显示处理结果；注意：先做检测结果的直方图，参考直方图中灰度的分布尝试确定阈值。应反复调节阈值的大小，直至二值化的效果最为满意为止。分别显示处理后的水平边界和垂直边界检测结果。将处理结果转化为“白底黑线条”的方式。给图像加上零均值的高斯噪声；对于噪声图像重复步骤bf。

4、使用Prewitt算子的图像分割实验使用Prewitt算子进行内容(1)中的全部步骤。使用Sobel算子的图像分割实验使用Sobel算子进行内容(1)中的全部步骤。使用LoG(拉普拉斯-高斯)算子的图像分割实验使用LoG(拉普拉斯-高斯)算子进行内容(1)中的全部步骤。提示：处理后可以直接显示处理结果，无须另外计算梯度的模。注意调节噪声的强度以及LoG(拉普拉斯-高斯)算子的参数，观察处理结果。打印全部结果并进行小组讨论。实验(设计)仪器设备和材料清单PC计算机MatLab软件/语言包括图像处理工具箱(ImageProcessingToolbox)实验所需要的图片实验源代码：Roberts算子

5、、Prewitt算子、Sobel算子的图像分割实验I二imread(F:matlab作业l.jpg);%读取图像I1=im2double(I);%将彩图序列变成双精度I2=rgb2gray(I1);%将彩色图变成灰色图thr,sorh,keepapp=ddencmp(den,wv,I2);I3=wdencmp(gbl,I2,sym4,2,thr,sorh,keepapp);%小波除噪I4=medfilt2(I3,99);%中值滤波I5=imresize(I4,0.2,bicubic);%图像大小BW1=edge(I5,sobel);%sobel图像边缘提取BW2=edge(I5,roberts

6、);%roberts图像边缘提取BW3=edge(I5,prewitt);%prewitt图像边缘提取BW4=edge(I5,log);%log图像边缘提取BW5=edge(I5,canny);%canny图像边缘提取h=fspecial(gaussian,5);%高斯滤波BW6=edge(I5,zerocross,h);%zerocross图像边缘提取figure;subplot(1,3,1);%图划分为一行三幅图，第一幅图imshow(I2);%绘图figure;subplot(1,3,1);imshow(BW1);title(Sobel算子);subplot(1,3,2);imshow(

7、BW2);title(Roberts算子);subplot(1,3,3);imshow(BW3);title(Prewitt算子);拉普拉斯-高斯算子的图像分割实验：I=imread(F:matlab作业1.jpg);figure(1);imshow(I);title(OriginalImage);H=fspecial(unsharp);sharpened=imfilter(I,H,replicate);figure(2);imshow(sharpened);title(SharpenedImage);调试及结果测试三、思考题评价一下Roberts算子、Prewitt算子、Sobel算子对于噪声条件下边界检测的性能。为什么LoG梯度检测算子的处理结果不需要象Prewitt等算子那样进行幅度组合？实验中所使用的四