圖像處理MATLAB-實(shí)驗(yàn)一課件

1一、讀取圖像

使用函數(shù)imread可以將圖像讀入MATLAB環(huán)境，其語(yǔ)法格式為：

imread('filename')其中，filename是一個(gè)含有圖像文件全名的字符串。

常用圖像操作1一、讀取圖像常用圖像操作12

當(dāng)filename中不包含任何路徑信息時(shí)，imread會(huì)從當(dāng)前目錄中尋找并讀取圖像文件。要想讀取指定路徑中的圖像，最簡(jiǎn)單的辦法就是在filename中輸入完整的路徑。例如，>>

I=imread('D:\myimages\lena.bmp');從驅(qū)動(dòng)器D上名為myimages的文件夾中讀取圖像文件lena.bmp。對(duì)于索引色圖像，讀取格式為：

[X,map]=imread('filename')常用圖像操作2當(dāng)filename中不包含任何路徑信息時(shí)，im23二、圖像顯示

imshow是最常用的顯示圖像的函數(shù)，有以下幾種格式：■

imshow(I,n)

用于顯示灰度圖像，n為灰度級(jí)數(shù)目，默認(rèn)值為256。在很多情況下，經(jīng)過(guò)處理的圖像數(shù)據(jù)的值域都會(huì)發(fā)生變化。比如對(duì)一幅double類型的灰度圖像濾波后，圖像數(shù)據(jù)的值域已不在[0，1]中了，如果還用前面的顯示方法，則得不到正確的結(jié)果。

常用圖像操作3二、圖像顯示常用圖像操作34如果清楚地知道數(shù)據(jù)的值域[lowhigh]，可以使用命令imshow(I,[lowhigh])。否則可用空向量為參數(shù)，即imshow(I,[])?！?/p>

imshow(BW)

用于顯示二值圖像?！?/p>

imshow(RGB)

用于顯示真彩色圖像?！?/p>

imshow(X,map)

用于顯示索引色圖像。常用圖像操作4如果清楚地知道數(shù)據(jù)的值域[lowhigh]，可以使用命45繪制直方圖最簡(jiǎn)單的方法是使用未指定輸出的函數(shù)imhist。例：繪制一幅灰度圖像的直方圖。

>>imhist(I)直方圖的繪制5繪制直方圖最簡(jiǎn)單的方法是使用未指定輸直方圖56

直方圖均衡化

MATLAB圖像處理工具箱提供了用于直方圖均衡化的函數(shù)histeq，其格式為：J=histeq(I,n)其中，I為輸入圖像，n為輸出圖像指定的灰度級(jí)數(shù)，n的默認(rèn)值為64。

6直方圖均衡化MATLAB圖67

添加噪聲

MATLAB圖像處理工具箱提供了模擬噪聲生成的函數(shù)imnoise，它可以對(duì)圖像添加一些典型的噪聲，其格式為：

（1）g=imnoise(f,'gaussian',m,var)

將均值為m、方差為var的高斯噪聲加到圖像f上。默認(rèn)值為均值是0，方差是0.01的噪聲。（2）g=imnoise(f,'salt&pepper',d)

將噪聲密度為d（即包含噪聲值的圖像區(qū)域的百分比）的椒鹽噪聲加到圖像f上。默認(rèn)的噪聲密度為0.05。

7添加噪聲MATLAB圖像處78

添加噪聲（3）g=imnoise(f,‘speckle',var)

用方程g=f+n×f將乘性噪聲添加到圖像f上，其中n是均值為0、方差為var的均勻分布的隨機(jī)噪聲。var的默認(rèn)值為0.04。例：對(duì)下面的圖像eight.tif分別加入高斯噪聲、椒鹽噪聲和乘性噪聲。

8添加噪聲（3）g=imnoise(f,‘s89

添加噪聲>>I=imread('rice.tif');>>J1=imnoise(I,'gaussian',0,0.02);>>J2=imnoise(I,'salt&pepper',0.02);>>J3=imnoise(I,'speckle',0.02);>>subplot(2,2,1),imshow(I)>>subplot(2,2,2),imshow(J1)>>subplot(2,2,3),imshow(J2)>>subplot(2,2,4),imshow(J3)

9添加噪聲>>I=imread('rice910

空間域平滑—均值濾波MATLAB圖像處理工具箱提供了基于卷積的圖像濾波函數(shù)filter2，其格式為：B=filter2(h,A,'full')其中，A為輸入圖像，h為濾波算子，'full'表示濾波后的圖像與原圖像A的大小相同。

10空間域平滑—均值濾波MA1011

空間域平滑—均值濾波

最典型的S為3×3鄰域，這時(shí)均值濾波的模板為：這樣，將模板在待處理圖像中逐點(diǎn)滑動(dòng)，與圖像相卷積，就可得到整幅圖像的平滑。

11空間域平滑—均值濾波最典1112

空間域平滑—均值濾波例：對(duì)一幅灰度圖像lena.bmp添加高斯噪聲，并進(jìn)行均值濾波。（濾波模板大小為3×3）>>I=imread('lena.bmp');>>subplot(1,3,1),imshow(I)>>title('原始圖像')>>J=imnoise(I,'gaussian',0,0.02);>>subplot(1,3,2),imshow(J)>>title('加噪圖像')12空間域平滑—均值濾波例：對(duì)一幅灰度圖像1213

空間域平滑—均值濾波>>I=imread('lena.bmp');>>h=[111;111;111];>>h=h/9;

%產(chǎn)生3×3的均值濾波模板>>J1=filter2(h,J,'same');

%用均值模板對(duì)圖像J濾波>>subplot(1,3,3),imshow(J1,[])>>title('均值濾波結(jié)果')

13空間域平滑—均值濾波>>I=imrea1314

空間域平滑—中值濾波MATLAB圖像處理工具箱提供了用于實(shí)現(xiàn)中值濾波的函數(shù)medfilt2，其格式為：B=medfilt2(A,[mn])用大小為m×n的窗口對(duì)圖像A進(jìn)行中值濾波，窗口大小的默認(rèn)值為3×3。

14空間域平滑—中值濾波MA1415

空間域平滑—中值濾波例：對(duì)一幅灰度圖像lena.bmp添加椒鹽噪聲，并進(jìn)行中值濾波。（濾波窗口大小為3×3）>>I=imread('lena.bmp');>>subplot(1,3,1),imshow(I)>>title('原始圖像')>>J=imnoise(I,'salt&pepper',0.1);>>subplot(1,3,2),imshow(J)>>title('加噪圖像')>>J1=medfilt2(J);%用3×3的濾波窗口對(duì)圖像J進(jìn)行中值濾波>>subplot(1,3,3),imshow(J1)>>title('中值濾波結(jié)果')15空間域平滑—中值濾波例：對(duì)一幅灰度圖像1516實(shí)驗(yàn)一空域圖像增強(qiáng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握基本的空域圖像增強(qiáng)方法，觀察圖像增強(qiáng)的效果，加深理解；（2）了解空域平滑模板的特性及其對(duì)不同噪聲的影響；（3）了解空域銳化模板的特性及其對(duì)邊緣的影響。16實(shí)驗(yàn)一空域圖像增強(qiáng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?617實(shí)驗(yàn)一空域圖像增強(qiáng)二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

（1）直方圖處理：直方圖均衡（2）空域平滑：均值濾波、中值濾波；三、實(shí)驗(yàn)要求（1）用matlab語(yǔ)言進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)；

（2）遞交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，要求給出實(shí)驗(yàn)原理、源程序、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析。

17實(shí)驗(yàn)一空域圖像增強(qiáng)二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1718實(shí)驗(yàn)一空域圖像增強(qiáng)四、實(shí)驗(yàn)圖像

lena.bmphouse.tifpollen.png18實(shí)驗(yàn)一空域圖像增強(qiáng)四、實(shí)驗(yàn)圖像lena1819實(shí)驗(yàn)一空域圖像增強(qiáng)

五、具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求

1.直方圖均衡實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）讀入原圖像pollen.png并顯示原圖像以及直方圖（2）對(duì)原圖像進(jìn)行直方圖均衡處理（3）顯示均衡后圖像以及直方圖。

要求：分析直方圖能夠改善視覺(jué)效果的原因19實(shí)驗(yàn)一空域圖像增強(qiáng)五、具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要1920實(shí)驗(yàn)一空域圖像增強(qiáng)

五、具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求

2.空域平滑實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）讀入原圖像lena.bmp并顯示；（2）對(duì)原圖像分別添加高斯噪聲和椒鹽噪聲，并顯示加噪圖像；（3）采用均值濾波進(jìn)行去噪處理，并顯示去噪圖像；（4）采用中值濾波進(jìn)行去噪處理，并顯示去噪圖像。

20實(shí)驗(yàn)一空域圖像增強(qiáng)五、具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要2021實(shí)驗(yàn)一空域圖像增強(qiáng)

要求：（1）觀察模板大?。ù翱诔叽纾?duì)圖像去噪效果的影響（選用3×3、5×5、7×7）。

（2）觀察均值濾波和中值濾波對(duì)不同噪聲的濾除效果

21實(shí)驗(yàn)一空域圖像增強(qiáng)要求：2122一、讀取圖像

使用函數(shù)imread可以將圖像讀入MATLAB環(huán)境，其語(yǔ)法格式為：

imread('filename')其中，filename是一個(gè)含有圖像文件全名的字符串。

常用圖像操作1一、讀取圖像常用圖像操作2223

當(dāng)filename中不包含任何路徑信息時(shí)，imread會(huì)從當(dāng)前目錄中尋找并讀取圖像文件。要想讀取指定路徑中的圖像，最簡(jiǎn)單的辦法就是在filename中輸入完整的路徑。例如，>>

I=imread('D:\myimages\lena.bmp');從驅(qū)動(dòng)器D上名為myimages的文件夾中讀取圖像文件lena.bmp。對(duì)于索引色圖像，讀取格式為：

[X,map]=imread('filename')常用圖像操作2當(dāng)filename中不包含任何路徑信息時(shí)，im2324二、圖像顯示

imshow是最常用的顯示圖像的函數(shù)，有以下幾種格式：■

imshow(I,n)

用于顯示灰度圖像，n為灰度級(jí)數(shù)目，默認(rèn)值為256。在很多情況下，經(jīng)過(guò)處理的圖像數(shù)據(jù)的值域都會(huì)發(fā)生變化。比如對(duì)一幅double類型的灰度圖像濾波后，圖像數(shù)據(jù)的值域已不在[0，1]中了，如果還用前面的顯示方法，則得不到正確的結(jié)果。

常用圖像操作3二、圖像顯示常用圖像操作2425如果清楚地知道數(shù)據(jù)的值域[lowhigh]，可以使用命令imshow(I,[lowhigh])。否則可用空向量為參數(shù)，即imshow(I,[])?！?/p>

imshow(BW)

用于顯示二值圖像。■

imshow(RGB)

用于顯示真彩色圖像?！?/p>

imshow(X,map)

用于顯示索引色圖像。常用圖像操作4如果清楚地知道數(shù)據(jù)的值域[lowhigh]，可以使用命2526繪制直方圖最簡(jiǎn)單的方法是使用未指定輸出的函數(shù)imhist。例：繪制一幅灰度圖像的直方圖。

>>imhist(I)直方圖的繪制5繪制直方圖最簡(jiǎn)單的方法是使用未指定輸直方圖2627

直方圖均衡化

MATLAB圖像處理工具箱提供了用于直方圖均衡化的函數(shù)histeq，其格式為：J=histeq(I,n)其中，I為輸入圖像，n為輸出圖像指定的灰度級(jí)數(shù)，n的默認(rèn)值為64。

6直方圖均衡化MATLAB圖2728

添加噪聲

MATLAB圖像處理工具箱提供了模擬噪聲生成的函數(shù)imnoise，它可以對(duì)圖像添加一些典型的噪聲，其格式為：

（1）g=imnoise(f,'gaussian',m,var)

將均值為m、方差為var的高斯噪聲加到圖像f上。默認(rèn)值為均值是0，方差是0.01的噪聲。（2）g=imnoise(f,'salt&pepper',d)

將噪聲密度為d（即包含噪聲值的圖像區(qū)域的百分比）的椒鹽噪聲加到圖像f上。默認(rèn)的噪聲密度為0.05。

7添加噪聲MATLAB圖像處2829

添加噪聲（3）g=imnoise(f,‘speckle',var)

用方程g=f+n×f將乘性噪聲添加到圖像f上，其中n是均值為0、方差為var的均勻分布的隨機(jī)噪聲。var的默認(rèn)值為0.04。例：對(duì)下面的圖像eight.tif分別加入高斯噪聲、椒鹽噪聲和乘性噪聲。

8添加噪聲（3）g=imnoise(f,‘s2930

添加噪聲>>I=imread('rice.tif');>>J1=imnoise(I,'gaussian',0,0.02);>>J2=imnoise(I,'salt&pepper',0.02);>>J3=imnoise(I,'speckle',0.02);>>subplot(2,2,1),imshow(I)>>subplot(2,2,2),imshow(J1)>>subplot(2,2,3),imshow(J2)>>subplot(2,2,4),imshow(J3)

9添加噪聲>>I=imread('rice3031

空間域平滑—均值濾波MATLAB圖像處理工具箱提供了基于卷積的圖像濾波函數(shù)filter2，其格式為：B=filter2(h,A,'full')其中，A為輸入圖像，h為濾波算子，'full'表示濾波后的圖像與原圖像A的大小相同。

10空間域平滑—均值濾波MA3132

空間域平滑—均值濾波

最典型的S為3×3鄰域，這時(shí)均值濾波的模板為：這樣，將模板在待處理圖像中逐點(diǎn)滑動(dòng)，與圖像相卷積，就可得到整幅圖像的平滑。

11空間域平滑—均值濾波最典3233

空間域平滑—均值濾波例：對(duì)一幅灰度圖像lena.bmp添加高斯噪聲，并進(jìn)行均值濾波。（濾波模板大小為3×3）>>I=imread('lena.bmp');>>subplot(1,3,1),imshow(I)>>title('原始圖像')>>J=imnoise(I,'gaussian',0,0.02);>>subplot(1,3,2),imshow(J)>>title('加噪圖像')12空間域平滑—均值濾波例：對(duì)一幅灰度圖像3334

空間域平滑—均值濾波>>I=imread('lena.bmp');>>h=[111;111;111];>>h=h/9;

%產(chǎn)生3×3的均值濾波模板>>J1=filter2(h,J,'same');

%用均值模板對(duì)圖像J濾波>>subplot(1,3,3),imshow(J1,[])>>title('均值濾波結(jié)果')

13空間域平滑—均值濾波>>I=imrea3435

空間域平滑—中值濾波MATLAB圖像處理工具箱提供了用于實(shí)現(xiàn)中值濾波的函數(shù)medfilt2，其格式為：B=medfilt2(A,[mn])用大小為m×n的窗口對(duì)圖像A進(jìn)行中值濾波，窗口大小的默認(rèn)值為3×3。

14空間域平滑—中值濾波MA3536

空間域平滑—中值濾波例：對(duì)一幅灰度圖像lena.bmp添加椒鹽噪聲，并進(jìn)行中值濾波。（濾波窗口大小為3×3）>>I=imread('lena.bmp');>>subplot(1,3,1),imshow(I)>>title('原始圖像')>>J=imnoise(I,'salt&pepper',0.1);>>subplot(1,3,2),imshow(J)>>title('加噪圖像')>>J1=medfilt2(J);%用3×3的濾波窗口對(duì)圖像J進(jìn)行中值濾波>>subplot(1,3,3),imshow(J1)>>title('中值濾波結(jié)果')15空間域平滑—中值濾波例：對(duì)一幅灰度圖像3637實(shí)驗(yàn)一空域圖像增強(qiáng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握基本的空域圖像增強(qiáng)方法，觀察圖像增強(qiáng)的效果，加深理解；（2）了解空域平滑模板的特性及其對(duì)不同噪聲的影響；