Міністерство освіти і науки україни

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З ДИСЦИПЛІНИ

«ОБРОБКА СИГНАЛІВ ТА ЗОБРАЖЕНЬ»

(Частина 2. Вивчення основних елементів ПАКЕТУ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ IMAGE PROCESSING TOOLBOX)

Галузь знань: 0501 «Інформатика та обчислювальна техніка»

Напрям підготовки: 6.050102 «Комп’ютерна інженерія»

Спеціальність: „Спеціалізовані комп’ютерні системи”

Розглянуто на засіданні кафедри

«Автоматизовані системи управління»

Протокол № 2 від 9 вересня_ 2011 р.

Донецьк ДНТУ 2011

Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни "Обробка сигналів та зображень" (Частина 2. Вивчення основних елементів вивчення основних елементів ПАКЕТУ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ IMAGE PROCESSING TOOLBOX) для студентів спеціальності 6.091503 «Спеціалізовані комп'ютерні системи» (КСД). / Склали: Меркулова К.В.- Донецьк: ДНТУ, 2011. – 40 с.

Методичні вказівки містять короткі теоретичні відомості, методичні рекомендації і завдання до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Обробка сигналів та зображень» з використанням технології MATLAB. IMAGE PROCESSING TOOLBOX.

Укладачі: доц. Меркулова К.В.

Рецензент: _________________

Відповідальний за випуск: зав. каф. АСУ Скобцов Ю.О.

ЗМІСТ

Лабораторна робота №1 4

Лабораторна робота №2 16

Лабораторна робота № 3 17

Лабораторна робота № 4 26

Лабораторна робота № 5 35

Перелік літератури 48

Лабораторна робота №1

Тема: Здобуття практичних здібностей роботи в середовищі MATLAB. Операції з зображеннями.

Мета роботи: здобути практичні здібності роботи з математичними виразами в середовищі MATLAB.

Теоретична частина

Imread Зчитування зображення із файлу

Синтаксис:

D = imread(filename, fmt) [X, map] = imread(filename, fmt) [...] = imread(filename) [...] = imread(..., idx) [...] = imread{..., ref)

Опис:

Функція D = imread(filename, fmt) читає із файлу з іменем filename бінарне, напівтонове або повнокольорове зображення та поміщує його в масив D. Функція [X, map] = imread(filename, fmt) читає із файлу з іменем filename палітрове зображення X з палітрою mар.

Якщо MATLAB не може знайти файл з іменем filename, то шукається файл з іменем filename та розширенням fmt. Параметри filename і fmt є рядками. Можливі значення параметра fmt наведені в описі функції imfinfo.

Параметр fmt у виклику функції може бути опущений, в цьому випадку формат файлу автоматично визначається з його вмісту. У таблиці нижче наведені типи зображень, які можуть бути прочитані функцією imread.

Формат	Глибина кольору	Особливості
BMP	1,4,8,24	Нестиснуті файли
	4,8	Файли з RLE-стисненням
TIFF	1,8,24	Нестиснуті файли
	1,8, 24	Файли, що використовують Расkbit-стиснення
	1	Файли, що використовують ССITТ- стиснення
JPEG	8,24
PCX	1,8,24
HDF	8,24
XWD	1,8

Функція [...] = imrеad (..., idx) читає одне зображення з TIFF-файлу, що містить кілька зображень. Номер зображення за порядком у списку IFD вказується в параметрі idx. Якщо параметр idx при виклику функції не вказаний, то читається перше по порядку зображення у файлі. Функція [...] = imrеad (..., rеf) читає одне зображення з HDF-файлу, що містить кілька зображень. Кожне зображення в HDF-файлі має унікальний номер-описувач. Цей описувач вказується в параметрі ref. Якщо параметр ref привиклику функції не вказаний, то читається перше по порядку зображення у файлі. Прочитане з файлу зображення має формат представлення даних uint8.

MWRITE Запис зображення в файл

Синтаксис:

irnwrite(S, filename, fmt) imwrite(X, map, filename, fmt) imwrite(..., filename) imwrite(..., Parameter, Value)

Опис:

Функція imwrite (S, filename, fmt) записує у файл з ім'ям filename бінарне, півтонове або повнокольорове зображення S. Функція imwrite (X, map, filename,fmt) записує у файл з ім'ям filename палітрових зображення X з ​​палітрою mар.Формат файлу визначається параметром fmt. Параметри filename і fmt єрядками. Можливі значення параметра fmt наведені в описі функції imfinfo.

Функція imwrite (..., filename) аналогічна описаним функцій, але формат файлу визначається з розширення filename.

У таблиці нижче наведені типи зображень, які можуть бути записані функцією imwrite.

Формат	Типи зображень
BMP	8 біт / піксел-палітрових, 24 біт / піксел-повнокольорові
TIFF	Бінарні стиснені або з використанням Packbit-або ССITТ-стиснення; 8 біт / піксель – палітрових або напівтонові стиснені або з використанням Packbit-стиснення; 24 біт / піксель - повнокольорові стиснені або з використанням Packbit-стиснення
JPEG	8 біт / піксель - напівтонові; 24 біт / піксель - повнокольорові; палітрові конвертуються в повнокольорові
PCX	8 біт / піксел-напівтонові
HDF	8 біт / піксел-напівтонові в палітрових; 24 біт / піксел-повнокольорові
XWD	8 біт / піксел-палітрових

Під час запису зображень у файли форматів TIFF, JPEG, HDF можна вказати ряд додаткових параметрів, які впливають на спосіб збереження зображення. Для цього у функції imwrite після параметрів filename і fmt передається одна або кілька пар параметрів Parameter, Value.

Якщо запис здійснюється в JPEG-файл, то можна вказати показник якісного зображення. Для цього Parameter повинен бути рядком 'Quality', a Value - числом, яке визначає ступінь стиснення зображення. Цей показник можеприймати значення в діапазоні [0, 100]. Чим менше значення цього показника, тим вище ступінь стиснення, але гірше якістьзображення.

При записі зображенні в TlFF-файл можна використовувати такі  додаткові параметри;

Параметр	Можливі значення Value	Значение Value по умолчанию
'Compression'	'none' - не використовувати стискування; 'packbits' - використовувати метод стискування Packbits; 'ccitt' - використовувати метод стискування ССITТ	'ccitt' - для бінарних зображень; 'packbits' - для інших типів зображень
'Description'	Будь-який рядок. Цей рядок знаходиться у полі ImageDescription структури, повертаною imfinfo	“
'Resolution'	Дозвіл в точках на дюйм	72
Під час запису зображень у HDF-файл можна використовувати такі додаткові параметри:
Параметр	Можливі значення Value	Значення Value за замовчуванням
‘Cornpression'	' none ' - не використовувати стиск; ' rle ' - використовувати метол стиснення RLE; ' jpeg ' - використовувати метод стиснення JPEG	'rle'
'Quality'	Показник якості при JPEG - стиску, що число задається в діапазоні [ 0,100 ]	75
'WriteMode'	' overwrite ' - переписати існуючий файл; ' append ' - додати зображення в існуючий файл	‘overwrite'

Якщо вихідне зображення має формат представлення даних double, то перед записом у файл дані зображення автоматично перетворюються у формат uint8.

Приклад:

% examp4.m

% Приклад демонструє читання зображення з файлу формату TIFF

% і запис його в файл формату JPEG.

% Читання вихідного зображення.

I = imread ( ' Valley.tif ' );

% Запис зображення у файл формату JPEG

% З показником якості 50.

imwrite ( I, ' Valley.jpg ', ' Quality ', 50);