数字图像处理课程实验四：数字图像处理实验

简介：
本实验为《数字图像处理》课程中的第四次实践环节，旨在通过上机操作加深学生对图像增强、变换和压缩等核心概念的理解与应用。 在本实验中，我们将深入探讨数字图像处理的基本概念和技术，这是该课程的重要组成部分之一。这门学科涉及图像获取、分析、理解和合成，在计算机科学、医学成像、生物识别、遥感以及多媒体等领域有着广泛应用。 本次实验可能涵盖以下关键知识点： 1. 图像基本操作： - 读取与显示：使用MATLAB或OpenCV等库，可以处理不同格式的图片（如BMP, JPEG, PNG）。 - 尺寸调整：学习如何改变图像分辨率，并理解像素大小对质量的影响。 - 颜色空间转换：从RGB到灰度或者反之，以及其他颜色空间之间的转换及其应用。 2. 图像滤波： - 平滑滤波：用于减少噪声，包括均值和高斯滤波等方法。 - 锐化滤波：增强图像边缘的清晰度，例如使用拉普拉斯算子、索贝尔算子及罗伯特十字形算子。 - 傅里叶变换：学习傅里叶域中的低通与高通滤波器在平滑和检测边界的运用。 3. 图像增强： - 对比度提升：通过线性或非线性方法改善对比度，如直方图均衡化技术的应用。 - 亮度调节：保持整体亮度不变的同时调整局部区域的明暗程度。 4. 图像分割： - 阈值分割：设定阈值将图像转换成二进制形式，适用于前景和背景差异明显的场景。 - 区域生长法：从种子像素开始按特定条件扩展形成目标区域的方法。 - 分割算法：例如Otsu的最优方法、K-means聚类及GrabCut等。 5. 特征提取： - 哈里斯角点检测：用于定位图像中的稳定特征点。 - SIFT（尺度不变特性变换）、SURF(加速稳健特征)和ORB (快速二进制关键点匹配): 这些方法常被用来进行物体识别及图片配准。 6. 图像几何转换： - 平移、旋转与缩放：学习如何在不同的坐标系统中执行这些操作。 - 投影变换：包括透视投影和平行投影的应用场景和效果。 - 镜头校正功能: 用于修正由于镜头畸变导致的图像变形。 通过实际应用上述技术并分析其结果，本实验旨在帮助学生掌握数字图像处理的基础原理，并提高编程技能。在操作过程中，请详细记录数据及观察到的变化，以便评估不同方法对最终效果的影响。这将有助于深入理解学科核心概念，为进一步的研究奠定坚实基础。