現(xiàn)代圖像處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

本科實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：現(xiàn)代圖像處理課程名稱：現(xiàn)代圖像處理實(shí)驗(yàn)類型：綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：圖像的基本運(yùn)算一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求掌握?qǐng)D像代數(shù)運(yùn)算和幾何變換的基本原理了解圖像代數(shù)運(yùn)算和幾何變換的簡(jiǎn)單應(yīng)用及MATLAB實(shí)現(xiàn)二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與軟件PC計(jì)算機(jī)系統(tǒng)MATLAB軟件，包括圖像處理工具箱(ImageProcessingToolbox)實(shí)驗(yàn)圖片三、實(shí)驗(yàn)原理及知識(shí)點(diǎn)1.圖像的代數(shù)運(yùn)算代數(shù)運(yùn)算是指對(duì)兩幅或兩幅以上輸入圖像進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的加、減、乘、除運(yùn)算而得到目標(biāo)圖像的運(yùn)算。圖像處理代數(shù)運(yùn)算的4種基本形式如下：上式中，A(x,y)和B(x,y)是輸入圖像，C(x,y)是輸出圖像。2.圖像的縮放數(shù)字圖像的比例縮放是指將給定的圖像在x方向和y方向按相同的比例a縮放，從而得到一幅新的圖像，又稱為全比例縮放。如果x方向和y方向縮放的比例不同，則圖像的比例縮放會(huì)改變圖像像素間的相對(duì)位置，產(chǎn)生幾何畸變。設(shè)原始圖像中的點(diǎn)A0(x0,y0)比例縮放后，在新圖像中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)為A1(x1,y1)，則A0(x0,y0)和A1(x1,y1)之間的坐標(biāo)關(guān)系可表示如下：3.圖像的旋轉(zhuǎn)設(shè)原始圖像的任意點(diǎn)A0(x0,y0)經(jīng)旋轉(zhuǎn)角度?以后得到新的位置A(x,y)。圖像的旋轉(zhuǎn)可以用矩陣形式表示如下。圖像旋轉(zhuǎn)之后也可以根據(jù)新點(diǎn)求解原始新點(diǎn)的坐標(biāo)，其矩陣表示形式如下：四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1.圖像的代數(shù)運(yùn)算選擇兩幅圖像，一幅是源圖像，一幅為背景圖像，采用正確的圖像代數(shù)運(yùn)算方法，分別實(shí)現(xiàn)圖像疊加、混合圖像的分離和圖像的局部顯示效果。（1）選取兩幅大小一樣的圖像和，將兩幅圖像進(jìn)行加法運(yùn)算。（2）選擇（1）中得到的混合圖像，將混合圖像與背景圖像做減法運(yùn)算，得到源圖像。（3）程序?qū)崿F(xiàn)一幅尺寸為300×300像素的灰度圖像作為掩模模板，對(duì)于需要留下來(lái)的區(qū)域，掩模圖像的像素值置為1，而在需要被抑制掉的區(qū)域，掩模圖像的像素值置為0，程序如下：2.圖像的縮放利用imresize()函數(shù)對(duì)一幅圖像實(shí)現(xiàn)按比例縮小和不按比例任意縮小的效果，以及圖像的成倍放大和不按比例放大效果。選取一幅灰度圖像，分別將圖像比例放大1.5倍，比例縮小0.7倍，非比例放大到620×380像素，非比例縮小到80×180像素。3.圖像的旋轉(zhuǎn)將圖像分別旋轉(zhuǎn)45度和90度，與原圖像相比，觀察它們的區(qū)別。讀取圖像，設(shè)置旋轉(zhuǎn)角度分別45度和90度，采用圖像旋轉(zhuǎn)函數(shù)imrotate對(duì)圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理1、i=imread('D:\現(xiàn)代圖像處理\lena.jpg');j=imread('D:\現(xiàn)代圖像處理\背景.png');sum=i+j;sub=sum-j;figure,subplot(1,3,1);imshow(i);title('源圖像');subplot(1,3,2);imshow(sum);title('混合圖像');subplot(1,3,3);imshow(sub);x=im2double(i);y=zeros(512,512);y(20:200,20:200)=1;z=x.*y;figure,subplot(1,3,1);imshow(x);title('源圖像');subplot(1,3,2);imshow(y);title('模板圖像');subplot(1,3,3);imshow(z);title('局部圖像');2、i1=imresize(i,1.5);i2=imresize(i,0.7);i3=imresize(i,[620380]);i4=imresize(i,[80180]);figure,imshow(i);title('源圖像');figure,imshow(i1);title('比例放大1.5倍');figure,imshow(i2);title('比例縮小0.7倍');figure,imshow(i3);title('非比例放大到620*380像素');figure,imshow(i4);title('非比例縮小到80*180像素');3、p=imrotate(i,45);q=imrotate(i,90);figure,subplot(1,3,1);imshow(i);title('源圖像');subplot(1,3,2);imshow(p);title('旋轉(zhuǎn)45°');subplot(1,3,3);imshow(q);title('旋轉(zhuǎn)90°');實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1、2、3、思考題圖像的代數(shù)運(yùn)算：任意兩幅圖片相疊加得到一幅混合圖像，將此混合圖像減去其中的一幅原圖像能得到另一幅原圖像嗎？通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)小結(jié)各種圖像代數(shù)運(yùn)算的應(yīng)用特點(diǎn)。答：不能。圖像的縮放：由非比例縮放得到的圖像能夠恢復(fù)到原圖像嗎？為什么？答：不能，因?yàn)榭s小的圖片是沒有辦法真正還原的，圖片被壓縮這就是一個(gè)不可以逆反的過(guò)程，因?yàn)橐呀?jīng)破壞了其中的像素點(diǎn)，所以根本無(wú)法百分之百的還原。圖像的旋轉(zhuǎn)：圖像的旋轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致圖