1. 实验目的

2. 熟悉Matlab图像运算的基础——矩阵运算；

3. 熟悉图像矩阵的显示方法（灰度、彩色）；

4. 熟悉亮度变换函数的使用

5. 熟悉灰度图像的直方图的表示；

6. 掌握图像增强的基本方法：灰度变换、直方图均衡；

7. 实验内容

1. Matlab图像处理工具箱的初步练习。

2. 练习图像读写命令imread和imwrite等函数进行图像文件显示、存储、运算。

3. 灰度线性变换、灰度直方图、直方图均衡处理；

4. 灰度变换是图像增强的一种重要手段，使图像对比度扩展，图像更加清晰，特征更加明显。灰度级的直方图给出了一幅图像概貌的描述，通过修改灰度直方图来得到图像增强。

8. 实验原理

点击Matlab快捷键图标, 打开Matlab的工作窗(或指令窗)

实验报告

1. 请自行输入一个矩阵并随意提取行列。

>> A=[3 2 5;6 3 1;4 6 9];%输入一个矩阵

>> B=A(:,2);%将第二列提取出来，相当于>>B = A(1:3, 2)冒号操作符“：”的使用——枚举

>> f=imread('D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\lena_gray.bmp');

%将图像读入MATLAB环境

>> size(f)%确定矩阵的维数

ans =

512 512

>> [M N]=size(f)%自动确定一幅图像的大小，即将行和列的大小数值赋给矩阵

M =

512

N =

512

>> whos f%列出图像（实际是数组形式存储）的基本信息

Name Size Bytes Class Attributes

f 512x512 262144 uint8

>>

实验报告

2. 用imread函数读取实验一图像文件夹中图像，.bmp和.jpg格式各一个；

用imshow函数显示各图像；

并用size函数和whos函数查看图像信息，并记录(注明每个图像名称、信息内容)。

.bmp

>> f=imread('D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\lena_gray.bmp');

%将图像读入MATLAB环境

>> subplot(1,2,1);%subplot是让两张图放在同一版面上

>> imshow(f);%显示原图

>> subplot(1,2,2);

>> imshow(f,[]);%显示自动调整灰度级动态范围后的图像

>> size(f)%确定矩阵的维数

ans =

512 512

>> whos f%列出图像（实际是数组形式存储）的基本信息

Name Size Bytes Class Attributes

f 512x512 262144 uint8

>>

.jpg

>> f=imread('D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\bubbles.jpg');

%将图像读入MATLAB环境

>> subplot(1,2,1);%subplot是让两张图放在同一版面上

>> imshow(f);%显示原图

>> subplot(1,2,2);

>> imshow(f,[]);%显示自动调整灰度级动态范围后的图像

>> size(f)%确定矩阵的维数

ans =

512 512

>> whos f%列出图像（实际是数组形式存储）的基本信息

Name Size Bytes Class Attributes

f 512x512 262144 uint8

>>

实验报告

3. 用imshow(f)显示原图, imshow(f, [ ])函数显示图像“chest-xray”灰度级自动动态调整后的图像以及128灰度级图像，与原图像比较，观察发生了什么变化，并记录。

“chest-xray”

>> f=imread('D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\chest-xray.bmp');

%将图像读入MATLAB环境

>>subplot(2,2,1);%是让三张图放在同一版面内

>>imshow(f);%显示原图

>>subplot(2,2,2);

>>imshow(f,[ ]);%显示自动调整灰度级动态范围后的图像

>>subplot(2,2,3);

>>imshow(f,[0 127]);%显示128灰度级图像

当图像的采样点数一定时，采用不同的灰度级数，图像的质量不同。一般来说，图像的灰度级数越多，图像的质量越好；级数越少，质量越差。

对图像“lena_gray”和“lena_color”使用impixelinfo函数，观察彩色和灰度图像的坐标点、灰度级大小。截图记录任一点的数据。

>> f=imread('D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\lena_gray.bmp');

%将灰度图像读入MATLAB环境

subplot(1,2,1);%是让两张图放在同一版面内

imshow(f);%显示原灰度图像

impixelinfo %显示单个像素的亮度值（灰度级）

g=imread('D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\lena_color.bmp');

%将彩色图像读入MATLAB环境

subplot(1,2,2);

imshow(g);%显示原彩色图像

impixelinfo %处理彩色图像时，其RGB分量也显示出来。

>>

实验报告

1. 对图像“rose”使用plot函数，观察水平扫描线的曲线图。

f=imread('D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\rose.bmp');

%将灰度图像读入MATLAB环境

i=f(257:768, 257:768)%图像裁剪

subplot(1,2,1);

imshow(i);%显示裁剪后原图

s=f(512, :)

subplot(1,2,2);

plot(s)%显示rose图像中部一条水平扫描线，曲线图。

实验报告

2. 用imwrite(f, ‘filename’)函数保存已经切割的bmp格式图像“rose”

f=imread('D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\rose.bmp');

%将灰度图像读入MATLAB环境

i=f(257:768, 257:768)%图像裁剪

imshow(i);%显示裁剪后原图

s=f(512, :)

imwrite(i,'D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\rose.bmp'); %将图像保存到磁盘上

用imwrite(f, ‘filename’, ‘quality’, q)函数保存jpeg格式图像“bubbles”，q值分别取：50，25，15，5，0并做比较

i=imread('D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\bubbles.jpg');

%将灰度图像读入MATLAB环境

imwrite(i,'D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\load50.jpg','quality',50);

%将图像保存到磁盘上函数保存jpg格式图像，q值取：50

imwrite(i,'D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\load25.jpg','quality',25);

%将图像保存到磁盘上函数保存jpg格式图像，q值取：25

imwrite(i,'D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\load15.jpg','quality',15);

%将图像保存到磁盘上函数保存jpg格式图像，q值取：15

imwrite(i,'D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\load5.jpg','quality',5);

%将图像保存到磁盘上函数保存jpg格式图像，q值取：5

imwrite(i,'D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\load0.jpg','quality',0);

%将图像保存到磁盘上函数保存jpg格式图像，q值取：0

实验报告

3. 对图像breast.bmp进行亮度变换函数imadjust实验，分别写出图像反转、灰度变换、gamma取0.5和2的MATLAB程序，观察对比结果

f=imread('D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\breast.bmp');

>> imshow(f)

>> c1=imadjust(f,[0 1],[1 0]); %反转

>> figure,imshow(c1);%figure命令表示同时显示多个窗口

>> c2=imadjust(f,[0.2 0.7],[0,1]); %灰度级变换

>> figure,imshow(c2);

>> c3=imadjust(f,[ ],[ ],0.5); %gamma取0.5

>> figure,imshow(c3);

>> c4=imadjust(f,[ ],[ ],2);%gamma取2

>> figure,imshow(c4);

>>

或用subplot来同时显示

实验报告

4. 对图像breast.bmp进行直方图绘制，要求分别用上述4个绘图函数，写出各自的MATLAB程序。

9. MATLAB默认显示直方图

f=imread('D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\breast.bmp');

imhist(f)%MTALAB默认显示的图像f的直方图

(2)用条形图绘制直方图

>> f=imread('D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\breast.bmp');

h=imhist(f)

imhist(f) %MTALAB默认显示的图像f的直方图

h1 = h(1:10:256)

horz = 1:10:256%horz是一个与v有相同维数的向量，它包含水平标度值的增量；

bar(horz, h1)

axis([0 255 0 15000]) %axis函数设置了水平轴和垂直轴的最大和最小值

set(gca, 'xtick', 0:50:255)%参数gca表示“获得当前轴”（即最终显示的图形的轴）

%参数xtick和ytick按所示的间隔设置水平轴和的垂直轴的刻度。

set(gca, 'ytick', 0:2000:15000)

（3）用杆状图绘制直方图

>> f=imread('D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\breast.bmp');

h = imhist(f)

h1 = h(1:10:256)

horz = 1:10:256%horz是一个与v有相同维数的向量，它包含水平标度值的增量；

stem(horz, h1, 'fill')

axis([0 255 0 15000]) %axis函数设置了水平轴和垂直轴的最大和最小值

set(gca, 'xtick', 0:50:255)%参数gca表示“获得当前轴”（即最终显示的图形的轴）

%参数xtick和ytick按所示的间隔设置水平轴和的垂直轴的刻度。

set(gca, 'ytick', 0:2000:15000)

（4）用曲线图绘制直方图

>> f=imread('D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\breast.bmp');

h = imhist(f)

plot(h) %使用默认值

axis([0 255 0 15000]) %axis函数设置了水平轴和垂直轴的最大和最小值

set(gca, 'xtick', 0:50:255)%参数gca表示“获得当前轴”（即最终显示的图形的轴）

%参数xtick和ytick按所示的间隔设置水平轴和的垂直轴的刻度。

set(gca, 'ytick', 0:2000:15000)

实验报告

8. 对图像pollen.bmp和lena.bmp进行图像增强——直方图均衡，对比增强前后的图像，并给出增强前后的直方图，写出MATLAB程序。

pollen.bmp

>> f=imread('D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\pollen.bmp');

imshow(f)

figure, imhist(f)

ylim('auto')%y轴上下限自动设定范围

g = histeq(f, 256) %进行直方图均衡化处理图像

figure, imshow(g)

figure, imhist(g) %显示出图像g的直方图

ylim('auto')%y轴上下限自动设定范围

lena.bmp

f=imread('D:\ALLDOWNLOAD\实验一图像\实验一图像\lena.bmp');

imshow(f)

figure, imhist(f)

ylim(‘auto’)

g = histeq(f, 256) %进行直方图均衡化处理图像

figure, imshow(g)

figure, imhist(g) %显示出图像g的直方图

ylim(‘auto’)