生物电子与影像技术实验报告.docx

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生物电子与影像技术实验报告

生物电子与影像技术实验报告

实验名称：

实验一图像处理基本操作与灰度变换

一、实验目的和要求

熟悉Matlab中的DIP（DigitalImageProcessing）工具箱；掌握Matlab中图像的表示方法和基本的图像处理操作；通过实验掌握图像直方图的描绘方法，加深对直方图均衡算法的理解；掌握空域中图像增强的方法。

二、实验方案与步骤

1．从硬盘中读取不同的灰度和彩色图像，显示图像信息，查看图像格式、大小、位深等内容。

选择一幅彩色图像和一幅灰度图像分别记录图像的格式、大小、位深等信息。

2.显示不同图像及其直方图，选择chest_xray.tif,pollen.tif和Einstein.PNG等图像进行直方图均衡化，并显示结果图像和直方图。

记录其中一幅图像的原图像、直方图和均衡化后的结果图像与直方图。

3.选择不同的参数应用灰度变换方法对图像Einstein.PNG进行增强，观察效果,记录下满意的参数和结果图像。

4.对图像进行Gamma变换增强，观察不同Gamma值对增强结果的影响，并分析原因。

三、实验记录

1.彩色图像

文件名称：

parrots.bmp文件格式：

bmp

图像大小：

Width:

768Height:

512图像的位深：

24

.灰度图像

文件名称：

pollen.tif文件格式：

tif

图像大小：

Width:

500Height:

500图像的位深：

8

2.直方图均衡化的结果图像

以下图形从左至有右，从上至下依次为：

pollen.tif图象的原图象、直方图和均衡化后的结果图象和直方图。

3.增强的Einstein.PNG图像参数和结果

命令语句及参数：

>>srcimage=imread（'D:

\实验图像\Einstein.PNG'）;

>>g1=imadjust（srcimage,[01],[01],0.5）;

>>plot（g1）;imshow（g1）;title（'Gamma=0.5'）;

参数Gamma=0.5

结果图像：

4.不同Gamma值对应的图像增强结果

四、实验分析与讨论：

灰度变换中Gamma值对于结果的影响

参数Gamma用于指定变换函数形状,小于1时,亮部影调丰富，输出更亮；大于1时,暗部影调丰富，图像更暗。

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实验名称：

实验二频域图像处理

一、实验目的和要求

熟悉频域图像处理的原理和意义，掌握二维Fourier变换和常用的频域图像增强方法；理解频域图像增强与对应空域图像技术之间的联系。

二、实验方案与步骤

1．读入一幅图像，计算Fourier谱，同时显示原图像和Fourier谱。

计算逆变换的结果图像，和原图像比较。

2．读入一幅图像，分别采用Sobel算子在空域和频域进行滤波，并显示频域滤波器，记录滤波结果图像。

3．读入一幅图像，分别应用Gaussian低通滤波器和高通滤波器进行频域滤波，观察不同参数的结果图像。

三、实验记录

1.原图像和Fourier谱显示结果

逆变换的结果图像

2.原图像、空域和频域的滤波结果图像

频域滤波器移位后的频域滤波器

3.原图像和高通、低通滤波结果图像

参数：

宽度的5%，根据需要调整

低通滤波结果图像：

高通滤波结果图像：

四、实验分析与讨论

计算实验2中空域和频域滤波结果图像之差，并求最大的差值，分析产生差值的原因。

空域和频域滤波结果图像比较程序集结果：

>>d=abs（gs-gf）;

>>max（d（:

））

ans=5.2656e-013

>>min（d（:

））

ans=0

产生差值的原因：

频域操作中的FFT和IFT中由于复数的存在产生的舍入误差。

（空域操作中不产生复数）。

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实验名称：

实验三图像的恢复

一、实验目的和要求

熟悉常见的噪声模型与参数估计，掌握仅有噪声影响图像的恢复方法；理解和掌握椒盐噪声的仿真及其图像恢复方法，加深对于空域滤波的理解。

二、实验方案与步骤

1．分别产生Gaussian噪声和Rayleigh噪声，显示和观察其分布。

2．在图像中加入Gaussian噪声，然后对该噪声图像分别应用算术均值滤波、几何均值滤波、谐波均值滤波和中值滤波进行恢复，观察结果。

3．在图像中分别加入椒盐噪声、仅含椒和仅含盐的噪声，对噪声图像应用不同Q参数的逆谐波均值滤波和中值滤波进行恢复，观察结果。

三、实验记录

1.Gaussian噪声参数及分布图Rayleigh噪声参数及分布图

参数：

500*500像素，均值为0，方差为1参数：

rayleigh:

10000,1

2.噪声参数：

gausssian：

size（im,1）,size（im,a）均值为0，方差为0.1

结果图像：

3.椒盐噪声参数：

噪声强度20%--Peppers20%--Salt

结果图像：

仅含椒噪声参数：

噪声强度30%--Peppers

结果图像：

仅含盐噪声参数：

噪声强度30%--Salt

结果图像：

四、实验分析与讨论

讨论中值滤波的窗口大小以及椒盐噪声的强度对于图像去噪效果的影响。

中值滤波用一个含有奇数点的滑动窗口，将邻域中的像素按灰度级排序，取其中间值为输出像素。

当选取的窗口较大时，对于图像中线、尖顶等细节会被中值滤波处理破坏。

Q称为滤波器的阶数。

当Q值为正数时，滤波器用于消除“胡椒”噪声；当Q为负数时，滤波器用于消除“盐”噪声。

但它不能同时消除这两种噪声。

当Q=0时，逆滤波均值滤波器退变为算术均值滤波器；当Q=1时，逆谐波滤波器退变为谐波均值滤波器。