数字图像处理实验报告范文第1篇
实验一 图象变换实验
实 验
实验名称：图像处理姓名：刘强
班级：电信
学号：
报 告
1102
1404110128
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
实验一 图像变换实验——图像点运算、几何变换及正交变换
一、 实验条件
PC机 数字图像处理实验教学软件
大量样图
二、 实验目的
1、 学习使用“数字图像处理实验教学软件系统”，能够进行图像处理方面的简单操作;
2、 熟悉图像点运算、几何变换及正交变换的基本原理，了解编程实现的具体步骤;
3、 观察图像的灰度直方图，明确直方图的作用和意义;
4、 观察图像点运算和几何变换的结果，比较不同参数条件下的变换效果;
5、 观察图像正交变换的结果，明确图像的空间频率分布情况。
三、 实验原理
1、 图像灰度直方图、点运算和几何变换的基本原理及编程实现步骤
图像灰度直方图是数字图像处理中一个最简单、最有用的工具，它描述了一幅图像的灰度分布情况，为图像的相关处理操作提供了基本信息。
图像点运算是一种简单而重要的处理技术，它能让用户改变图像数据占据的灰度范围。点运算可以看作是“从象素到象素”的复制操作，而这种复制操作是通过灰度变换函数实现的。如果输入图像为A(x,y)，输出图像为B(x,y)，则点运算可以表示为：
B(x,y)=f[A(x,y)] 其中f(x)被称为灰度变换(Gray Scale Transformation，GST)函数，它描述了输入灰度值和输出灰度值之间的转换关系。一旦灰度变换函数确定，该点运算就完全确定下来了。另外，点运算处理将改变图像的灰度直方图分布。点运算又被称为对比度增强、对比度拉伸或灰度变换。点运算一般包括灰度的线性变换、阈值变换、窗口变换、灰度拉伸和均衡等。
图像几何变换是图像的一种基本变换，通常包括图像镜像变换、图像转置、图像平移、图像缩放和图像旋转等，其理论基础主要是一些矩阵运算，详细原理可以参考有关书籍。
实验系统提供了图像灰度直方图、点运算和几何变换相关内容的文字说明，用户在操作过程中可以参考。下面以图像点运算中的阈值变换为例给出编程实现的程序流程图，如下：
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
2、 图像正交变换的基本原理及编程实现步骤 数字图像的处理方法主要有空域法和频域法，点运算和几何变换属于空域法。频域法是将图像变换到频域后再进行处理，一般采用的变换方式是线性的正交变换(酉变换)，主要包括傅立叶变换、离散余弦变换、沃尔什变换、霍特林变换和小波变换等。正交变换被广泛应用于图像特征提取、图像增强、图像复原、图像压缩和图像识别等领域。
正交变换实验的重点是快速傅立叶变换(FFT)，其原理过于复杂，可以参考有关书籍，这里不再赘述。至于FFT的编程实现，系统采用的方法是：首先编制一个一维FFT程序模块，然后调用该模块对图像数据的列进行一维FFT，再对行进行一维FFT，最后计算并显示幅度谱。程序流程图如下：
四、 实验内容
图像灰度直方图
点运算：图像反色、灰度线性变换、阈值变换、窗口变换、灰度拉伸和灰度
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
均衡
几何变换：图像镜像变换、图像转置、图像平移、图像缩放和图像旋转 正交变换：傅立叶变换、离散余弦变换、沃尔什变换、霍特林变换和小波正反变换
注意：
1、 所有实验项目均针对8位BMP灰度图像进行处理，其它格式(如JPG)的图像可以利用系统提供的图像格式转换工具进行转换，再进行处理;
2、 本次实验的重点是图像的灰度直方图和点运算，几何变换和正交变换只作一般性了解。
五、 实验步骤
以图像灰度阈值变换为例说明实验的具体步骤，其它实验项目的步骤与此类似。
1、 打开计算机，在系统桌面上双击“数字图像处理实验教学软件系统”的可执行文件“图象处理”的图标，进入实验系统;
2、 执行文件→打开，在OPEN对话框中选择待处理的图像，按【OK】后系统显示出图像;
3、 执行查看→图像基本信息，将显示图像基本信息对话框，如图所示;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
4、 执行查看→灰度直方图，查看图像的灰度直方图，如图所示;
5、 执行图像变换→正交变换→傅立叶变换，查看图像的频率域分布情况，如图所示;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
6、 执行图像变换→正交变换→小波变换，查看图像经过小波变换的效果，如图所示;
7、 执行图像变换→点运算→阈值变换，修改阈值变换对话框中的阈值参数，如图所示;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
8、 设置完阈值参数后按【OK】,系统显示阈值变换后的图像，与原图像进行比较，观察阈值变换的效果，如图所示;
9、 重复步骤4，查看阈值变换后图像的直方图分布情况;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
10、 重复步骤5，查看阈值变换后图像的频率域分布情况;
11、执行文件→保存或另存为，保存处理后的图像;
12、执行文件→重新加载，重新加载原始图像，但要注意先前对图像的处理将会丢失; 注意：
13、在执行步骤2时可能会出现有些图像文件不能打开的情况，如图所示，此时可以先利用图像格式转换工具将图像文件转换为8位BMP图像，再利用系统进行处理。步骤14和15是使用图像格式转换工具的方法;
14、在桌面上双击图像格式转换工具Jpg2bmp的图标，进入转换工具界面，如图所示;
15、按照界面提示，把JPG格式的图像文件转换成8位BMP图像。
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
步骤13示意图
步骤14示意图
六、 思考题
1、 图像灰度线性变换、阈值变换、窗口变换、灰度拉伸和灰度均衡之间有何区别?
灰度线性变换就是将图像的像素值通过指定的线性函数进行变换，以此增强或者减弱图像的灰度。
灰度的阈值变换可以让一幅图像变成黑白二值图。
灰度的窗口变换也是一种常见的点运算。它的操作和阈值变换类似。从实现方法上可以看作是灰度折线变换的特列。窗口灰度变换处理结合了双固定阈值法，与其不同之处在于窗口内的灰度值保持不变。
灰度拉伸又叫做对比度拉伸，它与线性变换有些类似，不同之处在于灰度拉伸使用的是分段线性变换，所以它最大的优势是变换函数可以由用户任意合成。
灰度均衡是增强图像的有效方法之一。灰度均衡同样属于改进图像的方法，灰度均衡的图像具有较大的信息量。从变换后图像的直方图来看，灰度分布更加均匀。
2、 利用图像镜像和旋转变换可以实现图像转置吗?如果可以，应该怎样实现?
可以。进行一次镜像变换，顺(逆)时针旋转两次，再以与第一次相反的方向镜像变换。
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
实验二 图像增强及复原实验
七、 实验条件
PC机 数字图像处理实验教学软件
大量样图
八、 实验目的
1、 熟练使用“数字图像处理实验教学软件系统”;
2、 熟悉图像增强及复原的基本原理，了解编程实现的具体步骤;
3、 观察图像中值滤波、平滑、锐化和伪彩色编码的结果，比较不同参数条件下的图像增强效果;
4、 观察图像退化和复原的结果，比较不同复原方法的复原效果。
九、 实验原理
1、 图像增强和复原的基本原理
对降质图像的改善处理通常有两类方法：图像增强和图像复原。
图像增强不考虑图像降质的原因，只将图像中感兴趣的特征有选择地进行突出，并衰减图像的次要信息，改善后的图像不一定逼近原始图像，只是增强了图像某些方面的可读性，如突出了目标轮廓，衰减了各种噪声等。图像增强可以用空域法和频域法分别实现，空域法主要是在空间域中对图像象素灰度值直接进行运算处理，一般包括中值滤波、模板平滑和梯度锐化等，空域法可以用下式来描述：
g(x,y)=f(x,y)*h(x,y) 其中f(x,y)是处理前图像，g(x,y)表示处理后图像，h(x,y)为空间运算函数。图像增强的频域法是在图像的频率域中对图像的变换值进行某种运算处理，然后变换回空间域，系统涉及的各种滤波器属于频域法增强，这是一种间接处理方法，可以用下面的过程模型来描述：
其中：F(u,v)=[ f(x,y)]，G(u,v)= F(u,v)H(u,v)，g(x,y)=1[ G(u,v)]，和1分别表示频域正变换和反变换。实验系统提供了图像增强相关内容的文字说明，用户在操作过程中可以参考。
图像复原是针对图像降质的原因，设法去补偿降质因素，使改善后的图像尽可能逼近原始图像，提高了图像质量的逼真度。关于图像复原的详细原理可以参考相关书籍，这里不再赘述。本系统提供了图像的噪声退化、卷积退化和运动模糊退化操作，并提供了相应的逆滤波复原、维纳复原和运动模糊复原操作。本次
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
实验中图像复原只作一般性了解。
2、 编程实现步骤
下面以图像增强中的中值滤波操作为例给出编程实现的程序流程图，如下：
十、 实验内容
图像增强：中值滤波、图像模板平滑、理想低通滤波器平滑、巴特沃斯低通滤波器平滑、梯度锐化、拉普拉斯锐化、理想高通滤波器锐化、巴特沃斯高通滤波器锐化和伪彩色编码
图像复原：图像的噪声退化、卷积退化、卷积加噪声退化、运动模糊退化、逆滤波复原、维纳复原和运动模糊复原
注意：
3、 所有实验项目均针对8位BMP灰度图像进行处理;
4、 本次实验的重点是图像增强中的中值滤波和模板平滑，图像复原只作一般性了解。
十一、 实验步骤
以图像中值滤波操作为例说明实验的具体步骤，其它实验项目的步骤与此类似。
11、 打开计算机，在系统桌面上双击“数字图像处理实验教学软件系统”的可执行文件“图象处理”的图标，进入实验系统;
12、 执行文件→打开，在OPEN对话框中选择待处理的图像，按【OK】后系统显示出图像;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
13、 执行查看→图像基本信息，将显示图像基本信息对话框，如图所示;
14、 执行查看→灰度直方图，查看图像的灰度直方图，如图所示;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
15、 执行图像变换→正交变换→傅立叶变换，查看图像的频率域分布情况，如图所示;
16、 执行图像增强→中值滤波，选择或自定义对话框中的滤波器参数，如图所示;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
17、 设置完滤波器参数后按【OK】,系统显示中值滤波后的图像，与原图像进行比较，观察中值滤波的效果，如图所示;
18、
重复步骤4，查看中值滤波后图像的直方图分布情况;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
19、 重复步骤5，查看中值滤波后图像的频率域分布情况;
10、执行文件→保存或另存为，保存处理后的图像;
11、执行文件→重新加载，重新加载原始图像，但要注意先前对图像的处理将会丢失。
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
十二、
思考题
1、 图像中值滤波和模板平滑之间有何区别?
图像平滑处理就是用平滑模板对图像进行处理，以减少图像的噪声。而中值滤波是一种非线性的信号处理方法。
2、 图像增强和图像复原之间有何区别?
图像增强：利用一定的技术手段，不用考虑图像是否失真(即原 始图像在变换后可能会失真)而且不用分析图像降质的原因。针对给定图像的应用场合，有目的地强调图像的整体或局部特性，将原来不清晰的图像变得清晰或强调某些感兴趣的特征，扩大图像中不同物体特征之间的差别，抑制不感兴趣的特征，使之改善图像质量、丰富信息量，加强图像判读和识别效果，满足某些特殊分析的需要。
图像复原：针对质量降低或者失真的图像，恢复图像原始的内容或者质量。图像复原的过程包含对图像退化模型的分析，再对退化的图像进行复原。图像退化是由于成像系统受各种因素的影响，导致了图像质量的降低，称之为图像退化。这些因素包括传感器噪声、摄像机聚焦不佳、物体与摄像机之间的相对移动、随机大气湍流、光学系统的象差、成像光源和射线的散射等。 图像复原大致可以分为两种方法：
一种方法适用于缺乏图像先验知识的情况，此时可对退化过程建立模型进行描述，进而寻找一种去除或消弱其影响的过程，是一种估计方法;
另一种方法是针对原始图像有足够的先验知识的情况，对原始图像建立一个数学模型并根据它对退化图像进行拟合，能够获得更好的复原效果。
3、 图像维纳复原为什么比逆滤波复原效果好?
维纳滤波复原的原理可表示为
对于维纳滤波，由上式可知，当
时，由于存在 项，所以数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
数字图像处理实验报告范文第2篇
实验一 图象变换实验
实 验
实验名称：图像处理姓名：刘强
班级：电信
学号：
报 告
1102
1404110128
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实验一 图象变换实验
实验一 图像变换实验——图像点运算、几何变换及正交变换
一、 实验条件
PC机 数字图像处理实验教学软件
大量样图
二、 实验目的
1、 学习使用“数字图像处理实验教学软件系统”，能够进行图像处理方面的简单操作;
2、 熟悉图像点运算、几何变换及正交变换的基本原理，了解编程实现的具体步骤;
3、 观察图像的灰度直方图，明确直方图的作用和意义;
4、 观察图像点运算和几何变换的结果，比较不同参数条件下的变换效果;
5、 观察图像正交变换的结果，明确图像的空间频率分布情况。
三、 实验原理
1、 图像灰度直方图、点运算和几何变换的基本原理及编程实现步骤
图像灰度直方图是数字图像处理中一个最简单、最有用的工具，它描述了一幅图像的灰度分布情况，为图像的相关处理操作提供了基本信息。
图像点运算是一种简单而重要的处理技术，它能让用户改变图像数据占据的灰度范围。点运算可以看作是“从象素到象素”的复制操作，而这种复制操作是通过灰度变换函数实现的。如果输入图像为A(x,y)，输出图像为B(x,y)，则点运算可以表示为：
B(x,y)=f[A(x,y)] 其中f(x)被称为灰度变换(Gray Scale Transformation，GST)函数，它描述了输入灰度值和输出灰度值之间的转换关系。一旦灰度变换函数确定，该点运算就完全确定下来了。另外，点运算处理将改变图像的灰度直方图分布。点运算又被称为对比度增强、对比度拉伸或灰度变换。点运算一般包括灰度的线性变换、阈值变换、窗口变换、灰度拉伸和均衡等。
图像几何变换是图像的一种基本变换，通常包括图像镜像变换、图像转置、图像平移、图像缩放和图像旋转等，其理论基础主要是一些矩阵运算，详细原理可以参考有关书籍。
实验系统提供了图像灰度直方图、点运算和几何变换相关内容的文字说明，用户在操作过程中可以参考。下面以图像点运算中的阈值变换为例给出编程实现的程序流程图，如下：
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实验一 图象变换实验
2、 图像正交变换的基本原理及编程实现步骤 数字图像的处理方法主要有空域法和频域法，点运算和几何变换属于空域法。频域法是将图像变换到频域后再进行处理，一般采用的变换方式是线性的正交变换(酉变换)，主要包括傅立叶变换、离散余弦变换、沃尔什变换、霍特林变换和小波变换等。正交变换被广泛应用于图像特征提取、图像增强、图像复原、图像压缩和图像识别等领域。
正交变换实验的重点是快速傅立叶变换(FFT)，其原理过于复杂，可以参考有关书籍，这里不再赘述。至于FFT的编程实现，系统采用的方法是：首先编制一个一维FFT程序模块，然后调用该模块对图像数据的列进行一维FFT，再对行进行一维FFT，最后计算并显示幅度谱。程序流程图如下：
四、 实验内容
图像灰度直方图
点运算：图像反色、灰度线性变换、阈值变换、窗口变换、灰度拉伸和灰度
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
均衡
几何变换：图像镜像变换、图像转置、图像平移、图像缩放和图像旋转 正交变换：傅立叶变换、离散余弦变换、沃尔什变换、霍特林变换和小波正反变换
注意：
1、 所有实验项目均针对8位BMP灰度图像进行处理，其它格式(如JPG)的图像可以利用系统提供的图像格式转换工具进行转换，再进行处理;
2、 本次实验的重点是图像的灰度直方图和点运算，几何变换和正交变换只作一般性了解。
五、 实验步骤
以图像灰度阈值变换为例说明实验的具体步骤，其它实验项目的步骤与此类似。
1、 打开计算机，在系统桌面上双击“数字图像处理实验教学软件系统”的可执行文件“图象处理”的图标，进入实验系统;
2、 执行文件→打开，在OPEN对话框中选择待处理的图像，按【OK】后系统显示出图像;
3、 执行查看→图像基本信息，将显示图像基本信息对话框，如图所示;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
4、 执行查看→灰度直方图，查看图像的灰度直方图，如图所示;
5、 执行图像变换→正交变换→傅立叶变换，查看图像的频率域分布情况，如图所示;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
6、 执行图像变换→正交变换→小波变换，查看图像经过小波变换的效果，如图所示;
7、 执行图像变换→点运算→阈值变换，修改阈值变换对话框中的阈值参数，如图所示;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
8、 设置完阈值参数后按【OK】,系统显示阈值变换后的图像，与原图像进行比较，观察阈值变换的效果，如图所示;
9、 重复步骤4，查看阈值变换后图像的直方图分布情况;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
10、 重复步骤5，查看阈值变换后图像的频率域分布情况;
11、执行文件→保存或另存为，保存处理后的图像;
12、执行文件→重新加载，重新加载原始图像，但要注意先前对图像的处理将会丢失; 注意：
13、在执行步骤2时可能会出现有些图像文件不能打开的情况，如图所示，此时可以先利用图像格式转换工具将图像文件转换为8位BMP图像，再利用系统进行处理。步骤14和15是使用图像格式转换工具的方法;
14、在桌面上双击图像格式转换工具Jpg2bmp的图标，进入转换工具界面，如图所示;
15、按照界面提示，把JPG格式的图像文件转换成8位BMP图像。
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
步骤13示意图
步骤14示意图
六、 思考题
1、 图像灰度线性变换、阈值变换、窗口变换、灰度拉伸和灰度均衡之间有何区别?
灰度线性变换就是将图像的像素值通过指定的线性函数进行变换，以此增强或者减弱图像的灰度。
灰度的阈值变换可以让一幅图像变成黑白二值图。
灰度的窗口变换也是一种常见的点运算。它的操作和阈值变换类似。从实现方法上可以看作是灰度折线变换的特列。窗口灰度变换处理结合了双固定阈值法，与其不同之处在于窗口内的灰度值保持不变。
灰度拉伸又叫做对比度拉伸，它与线性变换有些类似，不同之处在于灰度拉伸使用的是分段线性变换，所以它最大的优势是变换函数可以由用户任意合成。
灰度均衡是增强图像的有效方法之一。灰度均衡同样属于改进图像的方法，灰度均衡的图像具有较大的信息量。从变换后图像的直方图来看，灰度分布更加均匀。
2、 利用图像镜像和旋转变换可以实现图像转置吗?如果可以，应该怎样实现?
可以。进行一次镜像变换，顺(逆)时针旋转两次，再以与第一次相反的方向镜像变换。
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
实验二 图像增强及复原实验
七、 实验条件
PC机 数字图像处理实验教学软件
大量样图
八、 实验目的
1、 熟练使用“数字图像处理实验教学软件系统”;
2、 熟悉图像增强及复原的基本原理，了解编程实现的具体步骤;
3、 观察图像中值滤波、平滑、锐化和伪彩色编码的结果，比较不同参数条件下的图像增强效果;
4、 观察图像退化和复原的结果，比较不同复原方法的复原效果。
九、 实验原理
1、 图像增强和复原的基本原理
对降质图像的改善处理通常有两类方法：图像增强和图像复原。
图像增强不考虑图像降质的原因，只将图像中感兴趣的特征有选择地进行突出，并衰减图像的次要信息，改善后的图像不一定逼近原始图像，只是增强了图像某些方面的可读性，如突出了目标轮廓，衰减了各种噪声等。图像增强可以用空域法和频域法分别实现，空域法主要是在空间域中对图像象素灰度值直接进行运算处理，一般包括中值滤波、模板平滑和梯度锐化等，空域法可以用下式来描述：
g(x,y)=f(x,y)*h(x,y) 其中f(x,y)是处理前图像，g(x,y)表示处理后图像，h(x,y)为空间运算函数。图像增强的频域法是在图像的频率域中对图像的变换值进行某种运算处理，然后变换回空间域，系统涉及的各种滤波器属于频域法增强，这是一种间接处理方法，可以用下面的过程模型来描述：
其中：F(u,v)=[ f(x,y)]，G(u,v)= F(u,v)H(u,v)，g(x,y)=1[ G(u,v)]，和1分别表示频域正变换和反变换。实验系统提供了图像增强相关内容的文字说明，用户在操作过程中可以参考。
图像复原是针对图像降质的原因，设法去补偿降质因素，使改善后的图像尽可能逼近原始图像，提高了图像质量的逼真度。关于图像复原的详细原理可以参考相关书籍，这里不再赘述。本系统提供了图像的噪声退化、卷积退化和运动模糊退化操作，并提供了相应的逆滤波复原、维纳复原和运动模糊复原操作。本次
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实验一 图象变换实验
实验中图像复原只作一般性了解。
2、 编程实现步骤
下面以图像增强中的中值滤波操作为例给出编程实现的程序流程图，如下：
十、 实验内容
图像增强：中值滤波、图像模板平滑、理想低通滤波器平滑、巴特沃斯低通滤波器平滑、梯度锐化、拉普拉斯锐化、理想高通滤波器锐化、巴特沃斯高通滤波器锐化和伪彩色编码
图像复原：图像的噪声退化、卷积退化、卷积加噪声退化、运动模糊退化、逆滤波复原、维纳复原和运动模糊复原
注意：
3、 所有实验项目均针对8位BMP灰度图像进行处理;
4、 本次实验的重点是图像增强中的中值滤波和模板平滑，图像复原只作一般性了解。
十一、 实验步骤
以图像中值滤波操作为例说明实验的具体步骤，其它实验项目的步骤与此类似。
11、 打开计算机，在系统桌面上双击“数字图像处理实验教学软件系统”的可执行文件“图象处理”的图标，进入实验系统;
12、 执行文件→打开，在OPEN对话框中选择待处理的图像，按【OK】后系统显示出图像;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
13、 执行查看→图像基本信息，将显示图像基本信息对话框，如图所示;
14、 执行查看→灰度直方图，查看图像的灰度直方图，如图所示;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
15、 执行图像变换→正交变换→傅立叶变换，查看图像的频率域分布情况，如图所示;
16、 执行图像增强→中值滤波，选择或自定义对话框中的滤波器参数，如图所示;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
17、 设置完滤波器参数后按【OK】,系统显示中值滤波后的图像，与原图像进行比较，观察中值滤波的效果，如图所示;
18、
重复步骤4，查看中值滤波后图像的直方图分布情况;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
19、 重复步骤5，查看中值滤波后图像的频率域分布情况;
10、执行文件→保存或另存为，保存处理后的图像;
11、执行文件→重新加载，重新加载原始图像，但要注意先前对图像的处理将会丢失。
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
十二、
思考题
1、 图像中值滤波和模板平滑之间有何区别?
图像平滑处理就是用平滑模板对图像进行处理，以减少图像的噪声。而中值滤波是一种非线性的信号处理方法。
2、 图像增强和图像复原之间有何区别?
图像增强：利用一定的技术手段，不用考虑图像是否失真(即原 始图像在变换后可能会失真)而且不用分析图像降质的原因。针对给定图像的应用场合，有目的地强调图像的整体或局部特性，将原来不清晰的图像变得清晰或强调某些感兴趣的特征，扩大图像中不同物体特征之间的差别，抑制不感兴趣的特征，使之改善图像质量、丰富信息量，加强图像判读和识别效果，满足某些特殊分析的需要。
图像复原：针对质量降低或者失真的图像，恢复图像原始的内容或者质量。图像复原的过程包含对图像退化模型的分析，再对退化的图像进行复原。图像退化是由于成像系统受各种因素的影响，导致了图像质量的降低，称之为图像退化。这些因素包括传感器噪声、摄像机聚焦不佳、物体与摄像机之间的相对移动、随机大气湍流、光学系统的象差、成像光源和射线的散射等。 图像复原大致可以分为两种方法：
一种方法适用于缺乏图像先验知识的情况，此时可对退化过程建立模型进行描述，进而寻找一种去除或消弱其影响的过程，是一种估计方法;
另一种方法是针对原始图像有足够的先验知识的情况，对原始图像建立一个数学模型并根据它对退化图像进行拟合，能够获得更好的复原效果。
3、 图像维纳复原为什么比逆滤波复原效果好?
维纳滤波复原的原理可表示为
对于维纳滤波，由上式可知，当
时，由于存在 项，所以数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
数字图像处理实验报告范文第3篇
实 验 指 导 书
信息科学与工程学院电子系
二○○六年
前
言
数字图像处理是研究数字图像处理的基本理论、方法及其在智能化检测中应用的学科，是电子信息类本科专业的专业课。
本课程侧重于数字图像的基本处理，并对图像分析的基本理论和实际应用进行系统介绍;目的是使学生系统掌握数字图像处理的基本概念、原理和实现方法，学习图像分析的基本理论、典型方法和实用技术，具备解决通信领域的图像相关问题的初步能力，为今后的研究与开发打下扎实的基础。
目
录
实验一 常用的图像文件格式与格式转换和图像矩阵的显示方实验二 实验三
法 …………………………………………………………2
傅立叶变换……………………………………………………4 图像增强及编程处理…………………………………………5
实验一 常用的图像文件格式与格式转换和图像矩阵的显示方法
1. 实验目的
熟悉Matlab语言的初步使用;
熟悉常用的图像文件格式与格式转换;
熟悉图像矩阵的显示方法(灰度、索引、黑白、彩色); 熟悉图像矩阵的格式转换 2. 实验内容
练习图像读写命令imread和imwrite并进行图像文件格式间的转换。特别是索引图像与1，4，8，16比特图像的存储与转换。
熟悉下列模块函数 Image file I/O.
imread
- Read image file.
imwrite
Create and display image
imagesc
Make movie from multiframe indexed image.
imshow
- Display image.
subimage
- Display multiple images in single figure.
truesize
- Adjust display size of image.
warp
- Display image as texture-mapped surface. zoom
- Zoom in and out of image or 2-D plot. 3. 实验步骤
a. Load cameraman.tif image from your hard disk (using function imread). b. Show the image in a figure window (using function image or imshow). c. Draw a brightness bar on the right side of the image(using function colorbar). d. Get image data from the current figure(axes) (using function getimage). e. Show the gray level of the image between 64 to 128 (using function imagesc). f. Make a movie from a 4-D image (load mri, make the movie by immovie, then show movie by function movie).
object.
g. Draw the cameraman image on a cylinder (using function warp). Question: how to show the cameraman like this
Requirement: write a report to do the experiment from a to g.
实验二
傅立叶变换
1.实验目的
熟悉傅立叶变换的概念和原理; 理解Fourier变换的意义。
2.实验内容
用Fourier变换算法对图像进行Fourier变换; 评价人眼对图像幅频特性和相频特性的敏感度。
3.实验步骤
<1>产生如图所示图像f1(x,y)(128×128 大小，暗处=0，亮处=255)，用MATLAB中的fft2函数对其进行FFT;
<2>同屏显示原图f1和FFT(f1)的幅度谱图;
<3>若令f2(x,y)=(-1)
xy f1(x,y)，重复以上过程，比较两幅图像的幅度谱的异同，简述理由;
<4>若将f2(x,y)顺时针旋转45度得到f3(x,y)，试显示FFT(f3)的幅度谱，并与FFT(f2)的幅度谱进行比较;
<5>评价人眼对图像幅频特性和相频特性的敏感度。
4. 实验报告
<1>简述实验目的及原理;
<2>给出实验代码，并加以注释; <3>对实验现象加以说明和讨论。
实验三
图像增强及编程处理
1. 实验目的
观察数字图像增强的效果; 熟悉数字图像增强的一般方法;
掌握数字图像增强的一般方法的Matlab编程实现。 2. 实验内容
使用Photoshop观察数字图像增强的效果; 练习和掌握图像增强的Matlab编程。
熟悉下列模块函数 Image enhancement.
histeq
Adust imae intensity values or colormap. Image noising. imnoise
- Add noise to an image. Image filtering
medfilt2
- Perform 2-D median filtering.
ordfilt2
Perform 2-D adaptive noise-removal filtering.
3. 实验步骤
<1> 使用Photoshop观察数字图像增强的效果 a. 对比度增强
1)在Photoshop中打开一黑白灰度图像文件。
2)在图像菜单中选直方图项，观察原始图像的直方图。
3)在图像菜单调整子菜单中选亮度/对比度项，调节对比度滑块，观察图像变化。
4)在图像菜单中选直方图项，观察处理后图像的直方图，并同(2)中的直方图比较。 b. 灰度变换
1)在Photoshop中打开一黑白灰度图像文件。
2)在图像菜单中选直方图项，观察原始图像的直方图。 3)在图像菜单调整子菜单中选反相项，观察图像变化。
4)在图像菜单中选直方图项，观察处理后图像的直方图，并同(2)中的直方图比较。 5)画出灰度变换曲线。
6)在编辑菜单中选返回项，恢复原始图像。
7)在图像菜单调整子菜单中阈值项，调节阈值色阶滑块，观察图像变化。
8)在图像菜单中选直方图项，观察处理后图像的直方图，并同(2)中的直方图比较。 9)画出灰度变换曲线。
c. 直方图均衡化
1)在Photoshop中打开一黑白灰度图像文件。
2)在图像菜单中选直方图项，观察原始图像的直方图。 3)在图像菜单调整子菜单中选色调均化项，观察图像变化。
4)在图像菜单中选直方图项，观察处理后图像的直方图，并同(2)中的直方图比较。
d. 图像平滑
1)在Photoshop中打开一黑白灰度图像文件。
2)在图像菜单中选直方图项，观察原始图像的直方图。
3)在滤镜菜单模糊子菜单中选进一步模糊项，观察图像变化。
4)在图像菜单中选直方图项，观察处理后图像的直方图，并同(2)中的直方图比较。 5)在编辑菜单中选返回项，恢复原始图像。
6)在滤镜菜单模糊子菜单中选高斯模糊项，观察图像变化。
7)在图像菜单中选直方图项，观察处理后图像的直方图，并同(2)中的直方图比较。 8)在Matlab Help菜单中, 选Demos项。
9)打开ToolboxesImage Processing项，选Noise Reduction Filtering，并运行。
10)选图像Blood、噪声类型Salt & Pepper、滤波器类型Median、邻域3x3，比较原始图像、受噪声污染图像、滤波后图像。 11)改变参数，重做(10)。
12)选其他图像，重做(10)-(11)。
13)思考何种滤波器对抑制何种类型噪声更有效，邻域大小对抑制噪声效果及图像模糊程度的影响。
<2> 图像增强的Matlab编程
a. Load cameraman.tif image from your hard disk (using function imread). b. Show the image in a figure window. c. Show the histogram of the image (using function imhist). d. Enhance the contrast of the image using histogram equalization. e. Show the histogram of the image after processing. f. Compare the qualities of two images and makes a discussion about them. g. Add noises, such as gaussian, salt&pepper, speckle noise into the image respectively. Compare with the influence of the different Means and Variance. h. Remove the added noise from the image by function medfilt2, ordfilt2 and wiener2 respectively. Compare the qualities of the original images with the processed images and discuss the effect of the methods.
Requirement:
数字图像处理实验报告范文第4篇
实验一 图象变换实验
实 验
实验名称：图像处理姓名：刘强
班级：电信
学号：
报 告
1102
1404110128
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
实验一 图像变换实验——图像点运算、几何变换及正交变换
一、 实验条件
PC机 数字图像处理实验教学软件
大量样图
二、 实验目的
1、 学习使用“数字图像处理实验教学软件系统”，能够进行图像处理方面的简单操作;
2、 熟悉图像点运算、几何变换及正交变换的基本原理，了解编程实现的具体步骤;
3、 观察图像的灰度直方图，明确直方图的作用和意义;
4、 观察图像点运算和几何变换的结果，比较不同参数条件下的变换效果;
5、 观察图像正交变换的结果，明确图像的空间频率分布情况。
三、 实验原理
1、 图像灰度直方图、点运算和几何变换的基本原理及编程实现步骤
图像灰度直方图是数字图像处理中一个最简单、最有用的工具，它描述了一幅图像的灰度分布情况，为图像的相关处理操作提供了基本信息。
图像点运算是一种简单而重要的处理技术，它能让用户改变图像数据占据的灰度范围。点运算可以看作是“从象素到象素”的复制操作，而这种复制操作是通过灰度变换函数实现的。如果输入图像为A(x,y)，输出图像为B(x,y)，则点运算可以表示为：
B(x,y)=f[A(x,y)] 其中f(x)被称为灰度变换(Gray Scale Transformation，GST)函数，它描述了输入灰度值和输出灰度值之间的转换关系。一旦灰度变换函数确定，该点运算就完全确定下来了。另外，点运算处理将改变图像的灰度直方图分布。点运算又被称为对比度增强、对比度拉伸或灰度变换。点运算一般包括灰度的线性变换、阈值变换、窗口变换、灰度拉伸和均衡等。
图像几何变换是图像的一种基本变换，通常包括图像镜像变换、图像转置、图像平移、图像缩放和图像旋转等，其理论基础主要是一些矩阵运算，详细原理可以参考有关书籍。
实验系统提供了图像灰度直方图、点运算和几何变换相关内容的文字说明，用户在操作过程中可以参考。下面以图像点运算中的阈值变换为例给出编程实现的程序流程图，如下：
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
2、 图像正交变换的基本原理及编程实现步骤 数字图像的处理方法主要有空域法和频域法，点运算和几何变换属于空域法。频域法是将图像变换到频域后再进行处理，一般采用的变换方式是线性的正交变换(酉变换)，主要包括傅立叶变换、离散余弦变换、沃尔什变换、霍特林变换和小波变换等。正交变换被广泛应用于图像特征提取、图像增强、图像复原、图像压缩和图像识别等领域。
正交变换实验的重点是快速傅立叶变换(FFT)，其原理过于复杂，可以参考有关书籍，这里不再赘述。至于FFT的编程实现，系统采用的方法是：首先编制一个一维FFT程序模块，然后调用该模块对图像数据的列进行一维FFT，再对行进行一维FFT，最后计算并显示幅度谱。程序流程图如下：
四、 实验内容
图像灰度直方图
点运算：图像反色、灰度线性变换、阈值变换、窗口变换、灰度拉伸和灰度
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
均衡
几何变换：图像镜像变换、图像转置、图像平移、图像缩放和图像旋转 正交变换：傅立叶变换、离散余弦变换、沃尔什变换、霍特林变换和小波正反变换
注意：
1、 所有实验项目均针对8位BMP灰度图像进行处理，其它格式(如JPG)的图像可以利用系统提供的图像格式转换工具进行转换，再进行处理;
2、 本次实验的重点是图像的灰度直方图和点运算，几何变换和正交变换只作一般性了解。
五、 实验步骤
以图像灰度阈值变换为例说明实验的具体步骤，其它实验项目的步骤与此类似。
1、 打开计算机，在系统桌面上双击“数字图像处理实验教学软件系统”的可执行文件“图象处理”的图标，进入实验系统;
2、 执行文件→打开，在OPEN对话框中选择待处理的图像，按【OK】后系统显示出图像;
3、 执行查看→图像基本信息，将显示图像基本信息对话框，如图所示;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
4、 执行查看→灰度直方图，查看图像的灰度直方图，如图所示;
5、 执行图像变换→正交变换→傅立叶变换，查看图像的频率域分布情况，如图所示;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
6、 执行图像变换→正交变换→小波变换，查看图像经过小波变换的效果，如图所示;
7、 执行图像变换→点运算→阈值变换，修改阈值变换对话框中的阈值参数，如图所示;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
8、 设置完阈值参数后按【OK】,系统显示阈值变换后的图像，与原图像进行比较，观察阈值变换的效果，如图所示;
9、 重复步骤4，查看阈值变换后图像的直方图分布情况;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
10、 重复步骤5，查看阈值变换后图像的频率域分布情况;
11、执行文件→保存或另存为，保存处理后的图像;
12、执行文件→重新加载，重新加载原始图像，但要注意先前对图像的处理将会丢失; 注意：
13、在执行步骤2时可能会出现有些图像文件不能打开的情况，如图所示，此时可以先利用图像格式转换工具将图像文件转换为8位BMP图像，再利用系统进行处理。步骤14和15是使用图像格式转换工具的方法;
14、在桌面上双击图像格式转换工具Jpg2bmp的图标，进入转换工具界面，如图所示;
15、按照界面提示，把JPG格式的图像文件转换成8位BMP图像。
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
步骤13示意图
步骤14示意图
六、 思考题
1、 图像灰度线性变换、阈值变换、窗口变换、灰度拉伸和灰度均衡之间有何区别?
灰度线性变换就是将图像的像素值通过指定的线性函数进行变换，以此增强或者减弱图像的灰度。
灰度的阈值变换可以让一幅图像变成黑白二值图。
灰度的窗口变换也是一种常见的点运算。它的操作和阈值变换类似。从实现方法上可以看作是灰度折线变换的特列。窗口灰度变换处理结合了双固定阈值法，与其不同之处在于窗口内的灰度值保持不变。
灰度拉伸又叫做对比度拉伸，它与线性变换有些类似，不同之处在于灰度拉伸使用的是分段线性变换，所以它最大的优势是变换函数可以由用户任意合成。
灰度均衡是增强图像的有效方法之一。灰度均衡同样属于改进图像的方法，灰度均衡的图像具有较大的信息量。从变换后图像的直方图来看，灰度分布更加均匀。
2、 利用图像镜像和旋转变换可以实现图像转置吗?如果可以，应该怎样实现?
可以。进行一次镜像变换，顺(逆)时针旋转两次，再以与第一次相反的方向镜像变换。
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
实验二 图像增强及复原实验
七、 实验条件
PC机 数字图像处理实验教学软件
大量样图
八、 实验目的
1、 熟练使用“数字图像处理实验教学软件系统”;
2、 熟悉图像增强及复原的基本原理，了解编程实现的具体步骤;
3、 观察图像中值滤波、平滑、锐化和伪彩色编码的结果，比较不同参数条件下的图像增强效果;
4、 观察图像退化和复原的结果，比较不同复原方法的复原效果。
九、 实验原理
1、 图像增强和复原的基本原理
对降质图像的改善处理通常有两类方法：图像增强和图像复原。
图像增强不考虑图像降质的原因，只将图像中感兴趣的特征有选择地进行突出，并衰减图像的次要信息，改善后的图像不一定逼近原始图像，只是增强了图像某些方面的可读性，如突出了目标轮廓，衰减了各种噪声等。图像增强可以用空域法和频域法分别实现，空域法主要是在空间域中对图像象素灰度值直接进行运算处理，一般包括中值滤波、模板平滑和梯度锐化等，空域法可以用下式来描述：
g(x,y)=f(x,y)*h(x,y) 其中f(x,y)是处理前图像，g(x,y)表示处理后图像，h(x,y)为空间运算函数。图像增强的频域法是在图像的频率域中对图像的变换值进行某种运算处理，然后变换回空间域，系统涉及的各种滤波器属于频域法增强，这是一种间接处理方法，可以用下面的过程模型来描述：
其中：F(u,v)=[ f(x,y)]，G(u,v)= F(u,v)H(u,v)，g(x,y)=1[ G(u,v)]，和1分别表示频域正变换和反变换。实验系统提供了图像增强相关内容的文字说明，用户在操作过程中可以参考。
图像复原是针对图像降质的原因，设法去补偿降质因素，使改善后的图像尽可能逼近原始图像，提高了图像质量的逼真度。关于图像复原的详细原理可以参考相关书籍，这里不再赘述。本系统提供了图像的噪声退化、卷积退化和运动模糊退化操作，并提供了相应的逆滤波复原、维纳复原和运动模糊复原操作。本次
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
实验中图像复原只作一般性了解。
2、 编程实现步骤
下面以图像增强中的中值滤波操作为例给出编程实现的程序流程图，如下：
十、 实验内容
图像增强：中值滤波、图像模板平滑、理想低通滤波器平滑、巴特沃斯低通滤波器平滑、梯度锐化、拉普拉斯锐化、理想高通滤波器锐化、巴特沃斯高通滤波器锐化和伪彩色编码
图像复原：图像的噪声退化、卷积退化、卷积加噪声退化、运动模糊退化、逆滤波复原、维纳复原和运动模糊复原
注意：
3、 所有实验项目均针对8位BMP灰度图像进行处理;
4、 本次实验的重点是图像增强中的中值滤波和模板平滑，图像复原只作一般性了解。
十一、 实验步骤
以图像中值滤波操作为例说明实验的具体步骤，其它实验项目的步骤与此类似。
11、 打开计算机，在系统桌面上双击“数字图像处理实验教学软件系统”的可执行文件“图象处理”的图标，进入实验系统;
12、 执行文件→打开，在OPEN对话框中选择待处理的图像，按【OK】后系统显示出图像;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
13、 执行查看→图像基本信息，将显示图像基本信息对话框，如图所示;
14、 执行查看→灰度直方图，查看图像的灰度直方图，如图所示;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
15、 执行图像变换→正交变换→傅立叶变换，查看图像的频率域分布情况，如图所示;
16、 执行图像增强→中值滤波，选择或自定义对话框中的滤波器参数，如图所示;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
17、 设置完滤波器参数后按【OK】,系统显示中值滤波后的图像，与原图像进行比较，观察中值滤波的效果，如图所示;
18、
重复步骤4，查看中值滤波后图像的直方图分布情况;
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
19、 重复步骤5，查看中值滤波后图像的频率域分布情况;
10、执行文件→保存或另存为，保存处理后的图像;
11、执行文件→重新加载，重新加载原始图像，但要注意先前对图像的处理将会丢失。
数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
十二、
思考题
1、 图像中值滤波和模板平滑之间有何区别?
图像平滑处理就是用平滑模板对图像进行处理，以减少图像的噪声。而中值滤波是一种非线性的信号处理方法。
2、 图像增强和图像复原之间有何区别?
图像增强：利用一定的技术手段，不用考虑图像是否失真(即原 始图像在变换后可能会失真)而且不用分析图像降质的原因。针对给定图像的应用场合，有目的地强调图像的整体或局部特性，将原来不清晰的图像变得清晰或强调某些感兴趣的特征，扩大图像中不同物体特征之间的差别，抑制不感兴趣的特征，使之改善图像质量、丰富信息量，加强图像判读和识别效果，满足某些特殊分析的需要。
图像复原：针对质量降低或者失真的图像，恢复图像原始的内容或者质量。图像复原的过程包含对图像退化模型的分析，再对退化的图像进行复原。图像退化是由于成像系统受各种因素的影响，导致了图像质量的降低，称之为图像退化。这些因素包括传感器噪声、摄像机聚焦不佳、物体与摄像机之间的相对移动、随机大气湍流、光学系统的象差、成像光源和射线的散射等。 图像复原大致可以分为两种方法：
一种方法适用于缺乏图像先验知识的情况，此时可对退化过程建立模型进行描述，进而寻找一种去除或消弱其影响的过程，是一种估计方法;
另一种方法是针对原始图像有足够的先验知识的情况，对原始图像建立一个数学模型并根据它对退化图像进行拟合，能够获得更好的复原效果。
3、 图像维纳复原为什么比逆滤波复原效果好?
维纳滤波复原的原理可表示为
对于维纳滤波，由上式可知，当
时，由于存在 项，所以数字图象处理实验指导书
实验一 图象变换实验
数字图像处理实验报告范文第5篇
《数字图像处理》课程的理论性和实践性都很强, 而针对工科院校来说, 应用能力、实践能力的培养是要着力加强的。因此, 实验环节的设计和训练非常关键。目前各个专业、各个学校都有现行的该课程的实验设计方案, 职业教育或者艺术、广告、动画等专业, 都以学习诸如Photoshop、3Dmax等图像图形处理软件为主[2~3];而信息类本科专业, 则多用如VB、VC、Matlab等高级语言在计算机上编程实现, 来达到理解加强理论知识的目的;也有一部分学校或专业采用偏重于硬件方面的实验设计, 如用DSP图像实验系统等。
本文根据我校多年来《数字图像处理》教学和实验的探索和实践, 根据我课程组“夯基础, 强实践, 重创新”、“理论教学与实践教学并重”以及“融知识传授、能力培养、素质教育于一体”的教学理念, 提出并实践了多元化、层次化的实验教学思想, 设计了一套多版本、多层次的《数字图像处理》实验结构和模式, 针对学生特点进行人才培养, 使每个学生都能找到自己的定位和努力方向。通过几年的实践, 该实验模式深受学生好评, 收到了很好的教学效果。
1 设计思路
《数字图像处理》理论较深, 需要较深的数学知识, 同时又与工程实际有着密切的联系, 实践性强。对于这类课程, 实验是必要的教学环节, 通过实验, 既能加深理论的理解和掌握, 又能切实的掌握知识和技术, 转化为一种真正的能力。社会对图像工程人才的需求是多元、多层次的, 广告、动画等公司需要能熟练运用流行的专业图形图像处理软件的人才;影像、多媒体等公司则或需要能够熟练运用高级语言编程进行图像处理、分析的人才, 或者需要图像处理系统设计和实现的软硬件结合的人才, 科研院所则需要理论知识扎实的有科研能力或潜力的人才。
结合社会需求和我校的办学定位, 对图像工程领域人才的培养, 我们确立了培养工程技术型人才与研究型人才相结合的复合型人才的培养目标。培养出的学生基础知识扎实, 基本技能熟练, 成为工程技术型人才;学生要掌握课程的基本理论、概念、方法和技术, 了解本领域最新的成果和发展动态;了解交叉学科的特点, 培养严谨的治学态度, 启迪创新思路和意识, 通过实践环节锻炼动手实践能力;同时还具有一定的高层次知识和初步的研究能力, 为进一步深造或研究打下良好基础。
根据所确立的培养目标, 在实验的设计上, 我们采取了多元化、层次化的思路和模式, 设计的框架如图1所示。所谓的多元化, 是实验语言的多样、开发设计平台的多样, 偏软件类注重加强原理的理解和知识运用能力的培养, 主要用当前常用的高级语言 (如Vb、Vc, Matlab等) 编程实现实验任务;偏硬件类则偏重于图像处理系统的设计、实现和功能软件的编制, 主要在DSP或FPGA图像处理实验平台上进行功能实现。所谓的层次化, 是实验项目涵盖的内容层次化、实验项目的性质和难度层次化、培养的学生层次化。在实验内容上, 既有基础的概念理解、基本处理方法的实现, 又有高层次技术的体现;实验项目中, 有验证性、综合性实验, 难度也逐渐加大;对不同的学生, 提出不同的要求, 学习好学有余力的学生, 除了做一种版本的实验, 还鼓励他们合并实验, 选做综合性、难度大的实验, 或兼选其他版本的实验, 对普通同学, 则根据自身特点和自我定位, 选择其中的一个版本进行实验, 对基础差和学习吃力的同学, 则强调对基础知识的理解和把握, 多选择基础性实验, 对难度大的实验可少选或不选。这样的设计不但响应了社会对人才需求的多元化和层次化, 也体现了因材施教培养人才的教育思想。
2 软件为主的实验设计
偏软件类实验设计的目的是加强学生的软件编程能力与图像处理相关技术、方法的理解和掌握。其中有两个版本的实验内容, 一个是基于Vb环境的, 一个是基于Matlab环境的。实验大纲中列出了8个实验, 如表1所示, 大致分为基础和提高综合两个部分。基础实验部分, 涵盖了《数字图像处理》课程的主要知识点和重点内容, 如, 数学变换部分涉及到了傅立叶变换 (FT与FFT) 、离散余弦变换 (DCT/FDCT) 、增强技术、滤波技术、压缩技术、分割技术等, 提高和综合部分涉及到了常用的同态滤波的时域/空域实现、物体标记、图像复原等。从层次上来看, 这些实验内容既有基本的、低层的图像处理技术, 如变换、增强、压缩等, 也有高层次的分析技术, 如分割、标记等。
不同层次和需求的学生都可以通过不同的实验项目组合得以满足。如电子信息专业《数字图像处理》实验为12学时, 基础性的实验 (如实验1、2、4、5) 对偏软方向的学生来说, 是必做的, 学习好要求高的同学可根据兴趣从其他实验项目中选做不少于4学时的实验, 如对图像压缩感兴趣, 则选择实验3, 如对图像复原感兴趣, 则选做实验8, 如对图像分割和分析感兴趣, 则选择实验6或实验7。另外, 所设计的实验项目是开放式的, 学生可以根据自己的学习情况, 确定需要加强和巩固的知识而自行设计实验内容。这种开放、灵活的实验方式极大限度地体现和发挥了学生学习的自主性, 改变了一直以来学生在实验学习中被动盲从的现状, 让他们在一开始接触到这门课的时候就思考自己的未来自己的方向, 随着课程的深入逐渐看清它在未来的人生规划中所起到的作用并确定自己对该课程的需求。
3 基于D S P的软硬结合的实验设计
相对于软件类实验来说, 基于DSP的实验是偏硬件的实验, 设计的目的是加强学生对图像处理系统的整体理解、认识和应用, 以适应社会对图像工程类人才的需求。目前这种类型的实验系统也比较多, 如北京瑞泰ICETEK-DM642-C-IDK-M多媒体实验系统、北京昂威TMS320C6412音视频实验系统等, 在这些实验系统中, 有核心处理器DSP、摄像头、图像 (视频) 输入输出通道、显示器、拾音器、语音输入输出通道、喇叭等, 构成了完整的图像、语音处理系统, 对于学生了解这类系统的一般构成和工作原理有实物对照, 对之感兴趣的学生可以深入到每部分的组成和器件选择。
表2是基于DSP的实验项目与学时安排。对于喜欢硬件系统研发的同学来说, 可选择这套实验进行训练。在列出的6个实验项目中, 有4个基础实验是必开的, 其首要目的是让学生熟悉试验平台构成、输入输出驱动的使用、图像在内存空间的存放方式等, 要求达到熟练应用的程度, 另一个目的是对图像基本处理技术的理解和掌握。实验5和实验6是两个选做的实验, 它们综合性强, 涉及的内容层次也比较高, 有能力的学生可以两个都选做, 一个在实验课上完成, 另一个在课外时间到开放实验室完成, 能力弱一点的学生可选做其中之一, 基础稍差的学生可以多人构成小组, 分工合作来完成。该版本实验内容的设计也具有开放、灵活的特点, 使学生学习的自主性得到充分体现和发挥。
4 结语
我校《数字图像处理》课程的开设已逾10年, 通过多年教学实践和探索, 逐步确立了“夯基础, 强实践, 重创新”、“理论教学与实践教学并重”以及“融知识传授、能力培养、素质教育于一体”的教学理念。在这个理念的指导下, 针对《数字图像处理》课程的实验, 提出并实践了多元化、层次化的实验教学思想, 设计了一套包括Vb、Matlab、DSP、基础图像处理、高层图像分析的多版本、多层次的《数字图像处理》实验结构和模式。这种灵活、开放、多样的实验设计使学生学习的自主性得到充分地体现和发挥, 每个学生都主动思考和规划自己未来并以此指导自己的学习。通过几年的实践, 该实验模式受到了学生的普遍好评, 收到了较好的教学效果, 对其他类似课程的实验教学也具有较高的借鉴价值。
摘要：针对《数字图像处理》课程的特点、社会需求和我校复合型人才的培养目标, 提出并实践了多元化、层次化的实验教学思想, 设计了一套包括Vb、Matlab、DSP、基础图像处理、高层图像分析的多版本、多层次的《数字图像处理》实验结构和模式。这种灵活、开放、多样的实验设计使学生学习的自主性得到充分体现和发挥, 通过几年的实践, 该实验模式收到了较好的教学效果, 对其他类似课程的实验教学有借鉴价值。
关键词：《数字图像处理》实验,层次化,多元化,复合型人才
参考文献
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[3] 王勇.以培养创新能力为目标的教改探索[J].计算机教育, 2007 (6) :21～24.