14组实验三.docx

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14组实验三

实验3图像增强及形态学图像处理

实验目的：

1.掌握均值滤波和中值滤波的原理及实现；

2.掌握锐化模板prewitt，sobel和laplacian的使用方法；

3.了解形态学的基本理论和方法；

4.掌握对图像进行膨胀/腐蚀的方法；

5.掌握开闭运算；

实验内容：

1、

（1）给图像headCT分别添加椒盐噪声和高斯噪声，分别采用线性的均值滤波函数imfilter和非线性的中值滤波函数medfilt2滤波进行处理，两种滤波的掩模都分别尝试定义为3*3和7*7。

由得到的实验结果，分析哪种滤波对这种噪声处理的效果比较好？

掩模大小对噪声处理效果有什么影响？

答：

>>f=imread（'headCT.tif'）;

>>g=imnoise（f,'gaussian'）;

>>sp=imnoise（f,'salt&pepper'）;

>>subplot（1,3,1）;imshow（f）;title（'原图'）;

>>subplot（1,3,2）;imshow（g）;title（'高斯噪声'）;

>>subplot（1,3,3）;imshow（sp）;title（'椒盐噪声'）;

>>w=fspecial（'average',[33]）;%生成3X3的均值滤波器掩模

>>w1=fspecial（'average',[77]）;%生成7X7的均值滤波器掩模

>>g1=imfilter（g,w）;

>>g2=imfilter（g,w1）;

>>subplot（1,2,1）;imshow（g1,[]）;title（'高斯噪声3X3均值滤波'）

>>subplot（1,2,2）;imshow（g2,[]）;title（'高斯噪声7X7均值滤波'）

>>g3=imfilter（sp,w）;

>>g4=imfilter（sp,w1）;

>>subplot（1,2,1）;imshow（g3,[]）;title（'椒盐噪声3X3均值滤波'）

>>subplot（1,2,2）;imshow（g4,[]）;title（'椒盐噪声7X7均值滤波'）

>>g5=medfilt2（g）;

>>g6=medfilt2（g,[77]）;

>>subplot（1,2,1）;imshow（g5,[]）;title（'高斯噪声3X3中值滤波'）

>>subplot（1,2,2）;imshow（g6,[]）;title（'高斯噪声7X7中值滤波'）

>>g7=medfilt2（sp）;

>>g8=medfilt2（sp,[77]）;

>>subplot（1,2,1）;imshow（g7,[]）;title（'椒盐噪声3X3中值滤波'）

>>subplot（1,2,2）;imshow（g8,[]）;title（'椒盐噪声7X7中值滤波'）

对于椒盐噪声，中值滤波效果比均值滤波效果好。

原因：

椒盐噪声是幅值近似相等但随机分布在不同位置上，图像中有干净点也有污染点。

中值滤波是选择适当的点来替代污染点的值，所以处理效果好。

因为噪声的均值不为0，所以均值滤波不能很好地去除噪声点。

对于高斯噪声，均值滤波效果比中值滤波效果好。

原因：

高斯噪声是幅值近似正态分布，但分布在每点像素上。

因为图像中的每点都是污染点，所以中值滤波选不到合适的干净点。

因为正态分布的均值为0，所以均值滤波可以消除噪声。

（注意：

实际上只能减弱，不能消除。

）

掩模大小影响着图片的平滑效果，掩模越大，平滑效果越好，但是容易造成边缘信息缺失。

2、编写m文件，实现同时用sobel算子对图片的水平和垂直方向进行处理？

答：

3、对图片text.tif进行膨胀操作，选择结构元素为[010;111;010]和[111;111;111]观察其处理效果的异同，如果一次膨胀的效果不明显，可多次膨胀再比较；

答：

f=imread（'text.tif'）;

w1=[010;111;010];

f1=imdilate（f,w1）;

f2=imdilate（f1,w1）;

w2=[111;111;111];

f3=imdilate（f,w2）;

f4=imdilate（f3,w2）;

imshow（f）;

title（'text'）;

figure,imshow（f1）;

title（'[010;111;010]one'）;

figure,imshow（f2）;

title（'[010;111;010]two'）;

figure,imshow（f3）;

title（'[111;111;111]one'）;

figure,imshow（f4）;

title（'[111;111;111]two'）;

4、选做题：

对图片shapes.tif进行开、闭运算，比较其处理的效果，采用方形结构元素（可由strel（’square’,3）得到）。

答：

>>f=imread（'shapes.tif'）;

>>se=strel（'square',3）;

>>f1=imopen（f,se）;

>>imshow（f）;

>>figure,imshow（f1）;

>>f2=imclose（f,se）;

>>figure,imshow（f2）;

增大结构元素值开运算，效果明显，如下：

f=imread（'shapes.tif'）;

se=strel（'square',20）;

fo=imopen（f,se）;

fc=imclose（f,se）;

subplot（1,3,1）;

imshow（f）;

title（'shapes'）;

subplot（1,3,2）;

imshow（fo）;

title（'shapesfo'）;

subplot（1,3,3）;

imshow（fc）;

title（'shapesfc'）;

5、选做题：

仿照课本P272例9.7，计算和显示图像pattern.tif中最后一个字母”a”的质心

答：

>>f=imread（'pattern.tif'）;

>>[L,n]=bwlabel（f）;

>>imshow（f）

>>holdon

%Solaterplottingcommandsplotontopoftheimage.（保持图像）

>>[r,c]=find（L==n）;

>>rbar=mean（r）;

>>cbar=mean（c）;

>>plot（cbar,rbar,'Marker','*','MarkerEdgeColor','b'）;

实验总结：

通过这次验，组员掌握了均值滤波和中值滤波的原理及实现和锐化模板prewitt，sobel和laplacian的使用方法，了解了形态学的基本理论和方法，图像进行膨胀/腐蚀的方法和掌握开闭运算。