2.實(shí)驗(yàn)二 圖像的基本運(yùn)算

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1、實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二圖像的基本運(yùn)算圖像的基本運(yùn)算一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求1.2.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)備與軟件二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與軟件1.2.PC 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)MATLAB軟件，包括圖像處理工具箱(Image Processing Toolbox)3.實(shí)驗(yàn)圖片三、實(shí)驗(yàn)原理及知識(shí)點(diǎn)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

2、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(chēng)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。x cosysin10sincos00 x00y011 x1a00 x0 x1 ax0y

3、10a0y0,即y ay0100111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：-1-四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1.圖像的代數(shù)運(yùn)算 x0cosy0sin10sincos00 x0y11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 Fig2.22(a).jpg 和 finger.bmp，將兩幅圖像進(jìn)行加法運(yùn)算。程序如下：（2）選擇（1）中得到的混合圖像 lenna_finger.jpg，將混合圖像與背景圖像 finger.bmp 做減法運(yùn)算，得到源圖像，

4、程序如下：（3）程序?qū)崿F(xiàn)一幅尺寸為 300300 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：-2-2.圖像的縮放對(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 Fig2.22(a).jpg，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 620380 像素，非比例縮小到 80180 像素。程序如下：3.圖像的旋轉(zhuǎn)將圖像 Fig12.18(a1).jpg 分別旋轉(zhuǎn) 45 度和 90 度，與原圖像相比，觀(guān)察它們的區(qū)別。讀取圖像 F

5、ig12.18(a1).jpg，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)，程序如下：五、考核要點(diǎn)五、考核要點(diǎn)1.圖像的代數(shù)運(yùn)算：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)。2.2.圖像的縮放：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？3.3.圖像的旋轉(zhuǎn)：圖像的旋轉(zhuǎn)：-3-圖像的旋轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致圖像失真嗎？若有，有什么辦法可以解決這個(gè)問(wèn)題?六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求完整記錄實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)步驟，用數(shù)據(jù)和圖片說(shuō)明各步中獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，程序添加的注釋要詳盡，并進(jìn)行必要的討論，需包括原始圖像及其計(jì)算/處理后的圖像。七、附加題（選作）七、附加題（選作）采用“雙線(xiàn)性插值”算法，實(shí)現(xiàn)圖像 Fig2.22(a).jpg 比例放大 2.4 倍，要求注釋源程序，顯示運(yùn)行結(jié)果圖。-4-