數(shù)字圖像處理圖像變換實(shí)驗(yàn)報(bào)告

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1、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)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：圖像處理姓名：劉強(qiáng)班級(jí)：電信1102學(xué)號(hào)：1404110128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)一圖像變換實(shí)驗(yàn)——圖像點(diǎn)運(yùn)算、幾何變換及正交變換一、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；2、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；3、觀察圖像的灰度直方圖，明確直方圖的作用和意義；4、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；5、觀察圖像正交變換的結(jié)果，明確圖像的空間頻率分布情

2、況。三、實(shí)驗(yàn)原理1、圖像灰度直方圖、點(diǎn)運(yùn)算和幾何變換的基本原理及編程實(shí)現(xiàn)步驟圖像灰度直方圖是數(shù)字圖像處理中一個(gè)最簡(jiǎn)單、最有用的工具，它描述了一幅圖像的灰度分布情況，為圖像的相關(guān)處理操作提供了基本信息。圖像點(diǎn)運(yùn)算是一種簡(jiǎn)單而重要的處理技術(shù)，它能讓用戶改變圖像數(shù)據(jù)占據(jù)的灰度范圍。點(diǎn)運(yùn)算可以看作是“從象素到象素”的復(fù)制操作，而這種復(fù)制操作是通過(guò)灰度變換函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。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

3、關(guān)系。一旦灰度變換函數(shù)確定，該點(diǎn)運(yùn)算就完全確定下來(lái)了。另外，點(diǎn)運(yùn)算處理將改變圖像的灰度直方圖分布。點(diǎn)運(yùn)算又被稱為對(duì)比度增強(qiáng)、對(duì)比度拉伸或灰度變換。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。圖像幾何變換是圖像的一種基本變換，通常包括圖像鏡像變換、圖像轉(zhuǎn)置、圖像平移、圖像縮放和圖像旋轉(zhuǎn)等，其理論基礎(chǔ)主要是一些矩陣運(yùn)算，詳細(xì)原理可以參考有關(guān)書(shū)籍。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供了圖像灰度直方圖、點(diǎn)運(yùn)算和幾何變換相關(guān)內(nèi)容的文字說(shuō)明，用戶在操作過(guò)程中可以參考。下面以圖像點(diǎn)運(yùn)算中的閾值變換為例給出編程實(shí)現(xiàn)的程序流程圖，如下：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、圖像正交變換的基本原理及編

4、程實(shí)現(xiàn)步驟數(shù)字圖像的處理方法主要有空域法和頻域法，點(diǎn)運(yùn)算和幾何變換屬于空域法。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。正交變換被廣泛應(yīng)用于圖像特征提取、圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原、圖像壓縮和圖像識(shí)別等領(lǐng)域。正交變換實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)是快速傅立葉變換（FFT），其原理過(guò)于復(fù)雜，可以參考有關(guān)書(shū)籍，這里不再贅述。至于FFT的編程實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)采用的方法是：首先編制一個(gè)一維FFT程序模塊，然后調(diào)用該模塊對(duì)圖像數(shù)據(jù)的列進(jìn)行一維FFT，再對(duì)行進(jìn)行一維FFT，最后計(jì)算并顯示幅度譜。程序流程圖如下：二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

5、圖像灰度直方圖點(diǎn)運(yùn)算數(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)：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：1、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；2、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。一、實(shí)驗(yàn)步驟以圖像灰度閾值變換為例說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的具體步驟，其它實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的步驟與此類似。1、打開(kāi)計(jì)算機(jī)，在系統(tǒng)桌面上雙擊“數(shù)

6、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)；2、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；3、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；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→灰度直方圖，查看圖像的灰度直方圖，如圖所示；2、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；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→小波變換，查看圖像經(jīng)過(guò)小波變換的效果，如圖所示；2、執(zhí)行圖像變換→點(diǎn)運(yùn)算→閾值變換，修改閾值變換對(duì)話框中的閾值參數(shù)，如圖所示；數(shù)字

7、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)置完閾值參數(shù)后按【OK】,系統(tǒng)顯示閾值變換后的圖像，與原圖像進(jìn)行比較，觀察閾值變換的效果，如圖所示；2、重復(fù)步驟4，查看閾值變換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，查看閾值變換后圖像的頻率域分布情況；11、執(zhí)行文件→保存或另存為，保存處理后的圖像；12、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；注意：13、在執(zhí)行步驟2