2.实验二 图像的基本运算

实验二 图像的基本运算

一、实验目的与要求

1. 2.

掌握图像代数运算和几何变换的基本原理

了解图像代数运算和几何变换的简单应用及MATLAB实现

二、实验设备与软件

1. 2.

PC计算机系统

MATLAB软件，包括图像处理工具箱(Image Processing Toolbox)

3. 实验图片

三、实验原理及知识点 1.图像的代数运算

代数运算是指对两幅或两幅以上输入图像进行点对点的加、减、乘、除运算而得到目标图像的运算。图像处理代数运算的4种基本形式如下：

上式中，A(x,y)和B(x,y)是输入图像，C(x,y)是输出图像。 2.图像的缩放

数字图像的比例缩放是指将给定的图像在x方向和y方向按相同的比例a缩放，从而得到一幅新的图像，又称为全比例缩放。如果x方向和y方向缩放的比例不同，则图像的比例缩放会改变图像像素间的相对位置，产生几何畸变。设原始图像中的点A0(x0,y0)比例缩放后，在新图像中的对应点为A1(x1,y1)，则A0(x0,y0)和A1(x1,y1)之间的坐标关系可表示如下：

3.图像的旋转

设原始图像的任意点A0(x0,y0)经旋转角度?以后得到新的位置A(x,y)。图像的旋转可以用矩阵形式表示如下。

?x??cos?????y????sin??1??0???sin?cos?00??x0????0??y0??1????1??x1??a00??x0????????x1?ax0?y1???0a0??y0?,即?y?ay0?1??001??1??1??????图像旋转之后也可以根据新点求解原始新点的坐标，其矩阵表示形式如下：

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四、实验内容及步骤 1.图像的代数运算

?x0??cos?????y0???sin??1??0????sin?cos?00??x????0??y??1????1?选择两幅图像，一幅是源图像，一幅为背景图像，采用正确的图像代数运算方法，分别实现图像叠加、混合图像的分离和图像的局部显示效果。

（1）选取两幅大小一样的图像Fig2.22(a).jpg和finger.bmp，将两幅图像进行加法运算。程序如下：

（2）选择（1）中得到的混合图像lenna_finger.jpg，将混合图像与背景图像finger.bmp做减法运算，得到源图像，程序如下：

（3）程序实现一幅尺寸为300×300像素的灰度图像作为掩模模板，对于需要留下来的区域，掩模图像的像素值置为1，而在需要被抑制掉的区域，掩模图

像的像素值置为0，程序如下：

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2.图像的缩放

对一幅图像实现按比例缩小和不按比例任意缩小的效果，以及图像的成倍放大和不按比例放大效果。

选取一幅灰度图像Fig2.22(a).jpg，分别将图像比例放大1.5倍，比例缩小0.7倍，非比例放大到620×380像素，非比例缩小到80×180像素。程序如下：

3.图像的旋转

将图像Fig12.18(a1).jpg分别旋转45度和90度，与原图像相比，观察它们的区别。

读取图像Fig12.18(a1).jpg，设置旋转角度分别 45度和90度，采用图像旋转函数imrotate对图像进行旋转，程序如下：

五、考核要点

1. 图像的代数运算：

任意两幅图片相叠加得到一幅混合图像，将此混合图像减去其中的一幅原图像能得到另一幅原图像吗？通过以上实验小结各种图像代数运算的应用特点。

2. 图像的缩放：

由非比例缩放得到的图像能够恢复到原图像吗？为什么？ 3. 图像的旋转：

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图像的旋转会导致图像失真吗？若有，有什么办法可以解决这个问题? 六、实验报告要求

完整记录实验的详细步骤，用数据和图片说明各步中获得的实验结果，程序添加的注释要详尽，并进行必要的讨论，需包括原始图像及其计算/处理后的图像。

七、附加题（选作）

采用“双线性插值”算法，实现图像Fig2.22(a).jpg比例放大2.4倍，要求注释源程序，显示运行结果图。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/pbw5.html