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1、本科实验报告课程名称：现代图像处理课程名称：现代图像处理实验类型:综合性实验项目名称：图像的基本运算一、实验目的与要求1 .掌握图像代数运算和几何变换的基本原理2 .了解图像代数运算和几何变换的简单应用及MAT1.AB实现二、实验设备与软件1. PC计算机系统2. MAT1.AB软件，包括图像处理工具箱(IrnagePrOCeSSingToOlbOX)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：C(xfy)=A(xfy)+B(xfy)C(xty)=A(x,y)-
2、B(xty)C(xfy)=A(x,y)B(x,y)C(xfy)=A(xfy)B(xfy)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AO(XO,yo)比例缩放后，在新图像中的对应点为A(x,y),则AO(XO,yo)和A(x,y)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AO(Xo,yo)经旋转角度以后得到新的位置A(x
3、,y)o图像的旋转可以用矩阵形式表示如下。仆、/COS/?Sin夕0、尢、y=-sincos0%I00b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:-sin0、COS夕0y0四、实验内容及步骤1 .图像的代数运算选择两幅图像，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和，将两幅图像进行加法运算。（2）选择（1）中得到的混合图像，将混合图像与背景图像做减法运算，得到源图像。（3）程序实现一幅尺寸为300X300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
4、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：2 .图像的缩放利用imresize（）函数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，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620X380像素，非比例缩小到80X180像素。3 .图像的旋转将图像分别旋转45度和90度，与原图像相比，观察它们的区别。读取图像，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。五、实验数据记录和处理工、i=imread。D:现代图像处理lena.jpg,）;j=imreadD:现代图像处
5、理背景.png,）;sum=i+j;sub=sum-j;figure,subplot(lz3z1);imshow(i);title(源图像，);subplot(lz3z2);imshow(sum);title(,混合图像,);subplot(1,3,3);imshow(sub);x=im2double(i);y=zeros(512,512);y(20:200,20:200)=1;z=x.*y;figure,subplot(lz3,1);imshow(x);title(，源图像，);subplot(lz3,2);imshow(y);title(,模板图像,);subplot(lz3,3);ims
6、how(z);title(,局部图像,);2、il=imresize(i,1.5);i2=imresize(iz0.7);i3=imresize(iz620380);i4=imresize(i,80180);figure,imshow(i);title(,源图像,);figure,imshow(il);title(,比例放大1.5f,);figure,imshow(i2);title(,比例缩小0.7,);figure,imshow(i3);title(,非比例放大到620*380像素,);figure,imshow(i4);title(非比例缩小到80*180像素，);3、p=imrotat
7、e(iz45);q=imrotate(iz90);figure,subplot(lz3,1);imshow(i);title源图像，);subplot(lz3,2);imshow(p);title(,旋转45o,);subplot(1,3,3);imshow(q);title(,旋转90o,);六、实验结果与分析1、4Figure1文件(F)(E)查看(V)三(I)工网T)哀面(D)窗口(W)帮助（三）QUUjQ、我/豆口国国源图像混合图像iFigure2X文件(F)编辑(E)查看(V)JSA(I)工具桌面(D)窗口(W)帮助（三）己H)Q、飞踮S0园|源图像模板图像局部图像3可Figure8
8、X文件(F)S(E)查看(V)ffi(l)工具(T)桌面(D)三(W)帮助（三）Btju)玲、-、争目P源图像思考题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。答：不能。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？答：不能，因为缩小的图片是没有办法真正还原的，图片被压缩这就是一个不可以逆反的过程，因为已经破坏了其中的像素点，所以根本无法百分之百的还原。3 .图像的旋转：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？答：会的。因为图像旋转以后，会出现空白点，有些信息丢失，需要对这些点进行灰度级的插值处理。七、讨论和心得通过这次实验，掌握了如何用MAT1.AB实现图像的代数运算和简单的几何变换。
