【正文】 數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件 大量樣圖 二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 學(xué)習(xí)使用“數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件系統(tǒng)”，能夠進(jìn)行圖像處理方面的簡(jiǎn)單操作； 熟悉圖像點(diǎn)運(yùn)算、幾何變換及正交變換的基本原理，了解編程實(shí)現(xiàn)的具體步驟； 觀察圖像的灰度直方圖，明確直方圖的作用和意義； 觀察圖像點(diǎn)運(yùn)算和幾何變換的結(jié)果，比較不同參數(shù)條件下的變換效果； 觀察圖像正交變換的結(jié)果，明確圖像的空間頻率分布情況。如果輸入圖像為A(x,y)，輸出圖像為 B(x,y)， 則點(diǎn)運(yùn)算可以表示為： B(x,y) ＝ f[A(x,y)] 其中 f(x) 被 稱 為 灰 度 變 換（ GrayScaleTransformation， GST）函數(shù)，它描述了輸入灰度值和輸出灰度值之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。點(diǎn)運(yùn)算一般包括灰度的線性變換、閾值變換、窗口變換、灰度拉伸和均衡等。頻域法是將圖像變換到頻域后再進(jìn)行處理，一般采用的變換方式是線性的正交變換（酉變換），主要包括傅立葉變換、離散余弦變換、沃爾什變換、霍特林變換和小波變換等。程序流程圖如下： 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 圖像灰度直方圖 點(diǎn)運(yùn)算：圖像反色、灰度線性變換、閾值變換、窗口變換、灰度拉伸和灰度 數(shù)字圖象處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 實(shí)驗(yàn)一圖象變換實(shí)驗(yàn) 均衡 幾何變換：圖像鏡像變換、圖像轉(zhuǎn)置、圖像平移、圖像縮放和圖像旋轉(zhuǎn)正交變換：傅立葉變換、離散余弦變換、沃爾什變換、霍特林變換和小波正反變換 注意： 所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目均針對(duì) 8 位 BMP 灰度圖像進(jìn)行處理，其它格式（如JPG）的圖像可以利用系統(tǒng)提供的圖像格式轉(zhuǎn)換工具進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再進(jìn)行處理； 本次實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)是圖像的灰度直方圖和點(diǎn)運(yùn)算，幾何變換和正交變換只作一般性了解。 數(shù)字圖象處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 實(shí)驗(yàn)一圖象變換實(shí)驗(yàn) 步驟 13 示意圖 步驟 14 示意圖 六、思考題 圖像灰度線性變換、閾值變換、窗口變換、灰度拉伸和灰度均衡之間有何區(qū)別？ 灰度線性變換就是將圖像的像素值通過(guò)指定的線性函數(shù)進(jìn)行變換，以此增強(qiáng)或者減弱圖像的灰度。從實(shí)現(xiàn)方法上可以看作是灰度折線變換的特列?；叶染馔瑯訉儆诟倪M(jìn)圖像的方法，灰度均衡的圖像具有較大的信息量。 數(shù)字圖象處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 實(shí)驗(yàn)一 圖象變換實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)二圖像增強(qiáng)及復(fù)原實(shí)驗(yàn) 七、實(shí)驗(yàn)條件 PC 機(jī)數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件 大量樣圖 八、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟練使用“數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件系統(tǒng)”； 熟悉圖像增強(qiáng)及復(fù)原的基本原理，了解編程實(shí)現(xiàn)的具體步驟； 觀察圖像中值濾波、平滑、銳化和偽彩色編碼的結(jié)果，比較不同參數(shù)條件下的圖像增強(qiáng)效果； 觀察圖像退化和復(fù)原的結(jié)果，比較不同復(fù)原方法的復(fù)原效果。圖像增強(qiáng)的頻域法是在圖像的頻率域中對(duì)圖像的變換值進(jìn)行某種運(yùn)算處理，然后變換回空間域，系統(tǒng)涉及的各種濾波器屬于頻域法增強(qiáng)，這是一種間接處理方法，可以用下面的過(guò)程模型來(lái)描述： 其中： F(u,v)= [f(x,y)]， G(u,v)=F(u,v)H(u,v)， g(x,y)=1[G(u,v)] 1 分別表示頻域正變換和反變換。本系統(tǒng)提供了圖像的噪聲退化、卷積退化和運(yùn)動(dòng)模糊退化操作，并提供了相應(yīng)的逆濾波復(fù)原、維納復(fù)原和運(yùn)動(dòng)模糊復(fù)原操作。 1打開(kāi)計(jì)算機(jī)，在系統(tǒng)桌面上雙擊“數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件系統(tǒng)”的可執(zhí)行文件“圖象處理”的圖標(biāo)，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)； 1執(zhí)行文件→打開(kāi)，在 OPEN 對(duì)話框中選擇待處理的圖像，按【 OK】后系統(tǒng)顯示出圖像； 數(shù)字圖象處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 實(shí)驗(yàn)一圖象變換實(shí)驗(yàn) 1執(zhí)行查看→圖像基本信息，將顯示圖像基本信息對(duì)話框，如圖所示； 1執(zhí)行查看→灰度直方圖，查看圖像的灰度直方圖，如圖所示； 數(shù)字圖象處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 實(shí)驗(yàn)一圖象變換實(shí)驗(yàn) 1執(zhí)行圖像變換→正交變換→傅立葉變換，查看圖像的頻率域分布情況，如圖所示； 1執(zhí)行圖像增強(qiáng)→中值濾波，選擇或自定義對(duì)話框中的濾波器參數(shù)，如圖所示； 數(shù)字圖象處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 實(shí)驗(yàn)一圖象變換實(shí)驗(yàn) 1設(shè)置完濾波器參數(shù)后按【 OK】 ,系統(tǒng)顯示中值濾波后的圖像，與原圖像進(jìn)行比較，觀察中值濾波的效果，如圖所示； 1 重復(fù)步驟 4，查看中值濾波后圖像的直方圖分布情況； 數(shù)字圖象處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 實(shí)驗(yàn)一圖象變換實(shí)驗(yàn) 1重復(fù)步驟 5，查看中值濾波后圖像的頻率域分布情況； 執(zhí)行文件→保存或另存為，保存處理后的圖像； 1執(zhí)行文件→重新加載，重新加載原始圖像，但要注意先前對(duì)圖像的處理將會(huì)丟失。針對(duì)給定圖像的應(yīng)用場(chǎng)合，有目的地強(qiáng)調(diào)圖像的整體或局部特性，將原來(lái)不清晰的圖像變得清晰或強(qiáng)調(diào)某些感興趣的特征，擴(kuò)大圖像中不同物體特征之間的差別，抑制不感興趣的特征，使之改善圖像質(zhì)量、豐富信息量，加強(qiáng)圖像判讀和識(shí)別效果，滿足某些特殊分析的需要。這些因素包括傳感器噪聲、攝像機(jī)聚焦不佳、物體與攝像機(jī)之間的相對(duì)移動(dòng)、隨機(jī)大氣湍流、光學(xué)系統(tǒng)的象差、成像光源和射線的散射等。 第四篇：數(shù)字圖像處理 —— 彩色圖像實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)步驟 (1)對(duì)彩色圖像的表達(dá)和顯示 ************顯示彩色立方體 ************* rgbcube(0,0,10)。D:\Picture\Fig0604(a)(iris).tif39。nodither39。dither39。 %f 轉(zhuǎn)換為灰度圖像 g1=dither(g)。D:\Picture\Fig0604(a)(iris).tif39。 figure,imshow(ntsc_image(:,:,1))。 figure,imshow(hsi_image(:,:,1))。D:\Picture\Fig0614(a)(ChalkOriginal).tif39。,f)。figure,imshow(f2)。space39。 %f2 的圖像色彩偏紅，拖動(dòng)映射曲線， %調(diào)整映射參數(shù)，使圖像的色彩看起來(lái)比較正常。figure,imshow(fc)。 I=h(:,:,3)。 I_filtered=imfilter(I,w,39。%將 H、 S、 I 三個(gè)分量重新組合起來(lái)f=hsi2rgb(H1)。D:\Picture\Fig0604(a)(iris).tif39。111]。%拉普拉斯算子處理 figure,imshow(g)。clear。)。 %顯示彩色梯度對(duì)應(yīng)的角度圖像 figure,imshow(PPG,[])。39。 %取得選定區(qū)域圖像的綠色分量 G=immultiply(mask,f(:,:,2))。 %顯示取得選定區(qū)域 [M,N,K]=size(g)。 %轉(zhuǎn)換到 double類型 [C,m]=covmatrix(I)。E251=f。,f,25,m,C)。clear。)。[x,map]=gray2ind(f1,128)。map(2,:)=。 程序代碼如下： f=imread(39。%直接對(duì)原圖像的 RGB三個(gè)分量分別進(jìn)行平滑操作 H=f(:,:,1)。average39。)。 % 對(duì) 飽 和 度 分 量 進(jìn) 行 平 滑 操 作I_filtered=imfilter(I,w,39。Ha=im2double(Ha)。 S=h(:,:,2)。,25)。%對(duì)亮度分量進(jìn)行平滑操作 % 將 H 、 S 、 I 三個(gè)分量重新組合起來(lái)H1=cat(3,H,S,I_filtered)。 %f 的值控制在 [0,1]之間 %彩色圖像平滑處理 fen=imsubtract(Ha,fb)。感覺(jué)做 matlab 的實(shí)驗(yàn)和平時(shí)編寫(xiě) C 代碼的時(shí)候有很多地方是相同的，都會(huì)經(jīng)歷：編碼， debug，正確這三個(gè)過(guò)程，這個(gè)過(guò)程本身就具有挑戰(zhàn)性和趣味性。注意用兩種方法融合的過(guò)程） 專 題 三 ： 航 片 的 配 準(zhǔn) 與 鑲嵌 調(diào)整位置，保存 圖像。分別對(duì)應(yīng) HR,SG,拉伸圖像 B。 執(zhí)行圖像 — 地圖配準(zhǔn)。 輸入其他參數(shù)，加載結(jié)果圖并保存。 選擇 BasicToolsMaskingApplyMask，應(yīng)用掩膜來(lái)切取研究區(qū)域。結(jié)果如下： 實(shí)驗(yàn)專題：專題六：使用 ENVI進(jìn)行三維曲面的瀏覽與飛行 在顯示圖像的主圖像窗口中，選擇 Tools3DSurfaceView。 執(zhí)行 UserDefinedMode 對(duì)話框以調(diào)整 3D 圖像的位置，角度等信息。 輸入一般的分類參數(shù)（分類參數(shù)對(duì)話框中列出的那些），這一對(duì)話框包含了一個(gè)額外的參數(shù) — 標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)，用于 ROI 平均值周?chē)?。如圖所示 。標(biāo)準(zhǔn)差的默認(rèn)值 3被自動(dòng)輸入到這一文本框里。 實(shí)驗(yàn)專題：專題七：監(jiān)督分類試驗(yàn) 首先選擇感興趣區(qū)域，即 ROI。 調(diào)整垂直方向的放大系數(shù)，輸入的值將使 得垂直方向真正放大。 從主圖像顯示窗口中，選擇 FileQuickmapNewQuickmap，修改輸出頁(yè)的大小、頁(yè)的范圍以及地圖的比例。 ROI的類型選擇 polygon，在 image窗口中畫(huà)出研究的區(qū)域。執(zhí)行 MapMosaickingPixelBased。結(jié)果如圖所示： 實(shí)驗(yàn)專題：專題三：航片的配準(zhǔn)與鑲嵌 加載兩幅圖像，其中一幅作為 baseimage，一幅作為 warpimage。 對(duì)原 DEM圖像進(jìn)行拉伸處理。 1 實(shí)驗(yàn)專題：專題一： DEM圖像進(jìn)行彩色制圖 加載一幅 DEM 的灰度圖像，使用系統(tǒng)默認(rèn)的 IDL 顏色表來(lái)調(diào)整屏幕的顏色表。 7（敘述該過(guò)程并處理結(jié)果加載到本文檔里） 專題七：監(jiān)督分類試驗(yàn)（任選一種監(jiān)督分類方法，并敘述并任選一樣例加載制圖后結(jié)果） 專 題 六 ： 使 用 ENVI 進(jìn) 行 三 維 曲 面 的 瀏 覽 與 飛行 5（具體要求：衛(wèi)星影象疊加，選擇其中三波段彩色合成，采用 ROI 切取研究區(qū)） 專 題 五 ： 地 圖 制 圖 的 方法程序運(yùn)行結(jié)果： %計(jì)算兩中方式處理后圖像的差值 原圖 直接對(duì) RGB 三分量進(jìn)行平滑操作轉(zhuǎn)換到 HIS 空間對(duì)亮度進(jìn)行平滑操作 差值圖像 試驗(yàn)中的問(wèn)題和心得體會(huì)： 本次實(shí)驗(yàn)是彩色圖像處理。 %轉(zhuǎn) 換到 RGB彩色空間 fb=min(fb,1)。replicate39。 %色度分量 % 飽 和 度 分 量 % 亮 度 分 量 %25 25 的 方 形 平 滑 算 子w=fspecial(39。%轉(zhuǎn)換到 HIS 彩色空間h=