數(shù)字圖像處理上機(jī)作業(yè)一

1、 數(shù)字圖像處理上機(jī)作業(yè)一1. 設(shè)計(jì)一個(gè)程序，繪制出一幅灰度圖象的直方圖。Solution：代碼及代碼的說(shuō)明：%作用：返回灰度矩陣a，并畫出直方圖function a=zhifangtu(x) % x為要分析的圖像名加單引號(hào)I=imread(x);b=size(I);a=zeros(1,256); % a為一個(gè)1*256的矩陣分別記錄灰度為0到255的像 %的個(gè)數(shù)for m=1:b(1) %兩個(gè)for語(yǔ)句將整張圖的所有像素都掃描一遍 for n=1:b(2) a(I(m,n)+1)= a(I(m,n)+1)+1; %將灰度為I(m,n)的像素個(gè)數(shù)存儲(chǔ)在%a(I(m,n)+1)中,因?yàn)閙atlab

2、里沒(méi)有 %a(0) endendn=0:255;bar(n,a);%畫出直方圖s=sum(a) %查看直方圖的總的面積等于這張圖的總像素值實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析：在命令窗口中輸入zhifangtu('Lenna.bmp')返回s =262144，以及灰度矩陣a，同時(shí)有如下直方圖輸出：分析及結(jié)論：在命令窗口中用size命令可查知Lenna.bmp是512*512的，返回的s =262144恰等于512*512，說(shuō)明所編的直方圖的程序恰將所有的像素點(diǎn)都統(tǒng)計(jì)了，直方圖的總面積等于像素總數(shù)。直方圖的作用也就是將一張圖中不同灰度值對(duì)應(yīng)像素?cái)?shù)的一個(gè)統(tǒng)計(jì)。在這個(gè)程序的編寫中應(yīng)注意a(I(m,n)+1

3、)= a(I(m,n)+1)+1 不能寫成a(I(m,n)= a(I(m,n)+1 ，應(yīng)為在matlab中矩陣表示沒(méi)有a(0),若某個(gè)像素點(diǎn)的灰度值是0，就會(huì)出錯(cuò)，故應(yīng)寫成a(I(m,n)+1)= a(I(m,n)+1)+1形式。2.對(duì)同一場(chǎng)景但模糊程度不一樣的三張數(shù)字圖像繪制出其直方圖, 計(jì)算每一幅圖象所有像素灰度的方差。圖象的清晰度同灰度方差什么關(guān)系? Solution：代碼及代碼的說(shuō)明：%作用：繪出模糊程度不一樣的三張數(shù)字圖像的直方圖，并輸出各自灰度方差I(lǐng)1=imread('tu1.bmp');I1=rgb2gray(I1); %轉(zhuǎn)換為灰度圖像imwrite(I1,

4、9;tu0.bmp'); %由于直方圖只能對(duì)灰度圖作用，故先將其轉(zhuǎn)為灰度圖subplot(2,2,1);zhifangtu('tu0.bmp');title('tu1直方圖'); %繪出tu1.bmp的直方圖k1=size(I1);I1=single(I1);I1=(I1-mean(mean(I1)').2; %個(gè)像素灰度值減去平均灰%值后再平方t1=sum(sum(I1)')/k1(1)/k1(2), %輸出tu1.bmp的所有像素灰度的方差subplot(2,2,2);zhifangtu('tu2.bmp');titl

5、e('tu2直方圖'); %繪出tu2.bmp的直方圖I2=imread('tu2.bmp');k2=size(I2);I2=single(I2);I2=(I2-mean(mean(I2)').2; %個(gè)像素灰度值減去平均灰度值后再%平方t2=sum(sum(I2)')/k2(1)/k2(2), %輸出tu2.bmp的所有像素灰度的方差subplot(2,2,3);zhifangtu('tu3.bmp'); title('tu3直方圖'); %繪出tu3.bmp的直方圖I3=imread('tu3.bmp&

6、#39;);k3=size(I3);I3=single(I3);I3=(I3-mean(mean(I3)').2; %個(gè)像素灰度值減去平均灰度值%后再平方t3=sum(sum(I3)')/k3(1)/k3(2), %輸出tu3.bmp的所有像素灰度的方差figure;subplot(2,2,1);imshow('tu1.bmp');title('tu1圖'); %繪出tu1.bmp的圖subplot(2,2,2);imshow('tu2.bmp');title('tu2圖'); %繪出tu1.bmp的圖subplo

7、t(2,2,3);imshow('tu3.bmp');title('tu3圖'); %繪出tu1.bmp的圖實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析：上述代碼執(zhí)行后，輸出t1 = 7.3027e+003，t2= 6.5808e+003，t3=5.4860e+003；同時(shí)輸出如下直方圖：原始圖：分析及結(jié)論：tu1，tu2，tu3三幅圖是依次變模糊的，三張圖的所有像素灰度方差依次為t1 = t1 = 7.3027e+003，t2= 6.5808e+003，t3=5.4860e+003，它們是依次變小的，可知圖象的清晰度隨灰度方差的變小而變得模糊。2. 對(duì)一幅灰度圖象進(jìn)行線性點(diǎn)運(yùn)算操作,使其:

8、 (a)亮度增加 (b)對(duì)比度增加,且平均亮度不變 (c)反色 . 用第一題的程序分別繪制出直方圖.Solution：代碼及代碼的說(shuō)明：%作用：對(duì)一幅灰度圖象進(jìn)行線性點(diǎn)運(yùn)算操作,使(a)I1輸出亮度增加的圖 (b)I2輸出對(duì)比度增加,且平均亮% 度不變的圖 (c)I3輸出反色的圖function bianhuan(x)I=imread(x); %將待操作的灰度圖以數(shù)字形式存于矩陣I中imwrite(I,'I.bmp'); %將原圖以I.bmp名存儲(chǔ)I1=I+50; %在原圖基礎(chǔ)上使亮度增加imwrite(I1,'I1.bmp');k=size(I);I2=1.5

9、*(single(I)-mean(mean(I)')+mean(mean(I)'); %使對(duì)比度增加，平均亮度不變I2=uint8(I2); %在轉(zhuǎn)換為8位無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)方式存儲(chǔ)imwrite(I2,'I2.bmp');I3=255-I; %反色imwrite(I3,'I3.bmp');subplot(2,2,1);imshow('I.bmp');title('原始圖'); %輸出原圖subplot(2,2,2);imshow('I1.bmp');title('I1.bmp'); %

10、I1.bmp圖subplot(2,2,3);imshow('I2.bmp');title('I2.bmp'); %I2.bmp圖subplot(2,2,4);imshow('I3.bmp');title('I3.bmp'); %I3.bmp圖figure;subplot(2,2,1);zhifangtu('I.bmp');title('原始圖直方圖');%輸出原圖的直方圖subplot(2,2,2);zhifangtu('I1.bmp');title('I1直方圖')

11、; %I1.bmp圖的直方圖subplot(2,2,3);zhifangtu('I2.bmp');title('I2直方圖'); %I2.bmp圖的直方圖subplot(2,2,4);zhifangtu('I3.bmp');title('I3直方圖'); %I3.bmp圖的直方圖實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析：在命令窗口中輸入bianhuan(Lenna.bmp)執(zhí)行上述代碼后，輸出如下圖形：分析及結(jié)論： 在線性點(diǎn)運(yùn)算D2=a*D1+b中，a=1，b>0可使輸出圖形亮度增加，如上面有I到I1的變換；a>1,b=0,可使對(duì)比度增加，但同時(shí)也會(huì)使圖形的亮度增加，為了得到對(duì)比度增加，平均亮度不變的圖形，可以執(zhí)行一下的一段程序：I2=1.5*(single(I)-mean(mean(I)')+mean(mean(I)')，其中mean(mean(I)')為I所有像素灰度的平均值，讓I中所有像素的灰度值