《数字图像处理》实验指导书
山东建筑大学
信息与电气工程学院
2016年6月
目录
实验守则 (1)
实验一灰度变换与空间域滤波 (2)
实验二图像频域滤波 (10)
实验三图像形态学处理 (17)
实验四图像分割 (21)
实验五图像的几何变换 (27)
实验六数字图像处理应用 (29)
实验守则
为了加强实验室管理，提高实验教学质量，培养学生理论联系实际的学风，提高实际操作技能，确保人身和设备的安全，特制定如下守则：
1．实验前要认真预习，了解实验目的、实验原理、实验线路、实验步骤及欲测的物理量。熟悉和实验有关的仪器设备的用途、使用方法及注意事项。能回答指导教师的提问。
2．每个实验小组要选出组长1名，实验时要认真分工，轮流当记录员和操作者，以便每个人都能得到较全面的训练。实验线路接好后，各组学生要自行检查，然后请指导教师检查，经检查无误后方可接通电源。改接线路必须先断开电源，以免触电及损坏仪表。改接后的线路仍需经教师检查。
3．实验时应听从教师指导，严格按实验步骤进行，如实记录实验数据，积极思考和分析实验中发生的现象。实验中如遇事故应立即关断电源、保持现场，报告指导教师及时处理。如有损坏仪器或器件，要填写事故原因及报损单。
4．实验完毕应立即关断电源，把实验记录交指导教师检查合格后方可拆除线路。如发现实验记录有不当和错误之外，应立即重作。要把所有仪器、仪表、工具、导线整理好。经指导教师清点后方可离开实验室。
5．要爱护公物。实验室所有的仪表、工具、器件等一律不得擅自带出。实验中如需更换仪器、仪表、工具、器件等，必须经指导教师同意。不得擅自更换或乱拿他组物品。未经允许，不得擅自拆卸实验用的仪器、设备。
6．实验时要严肃认真，讲究文明、礼貌，要保持安静和室内整洁，不随地吐痰和乱抛杂物。实验完毕要打扫实验室卫生。
7．书写实验报告时，语言要力求简练，书写应端正，作图应正规。实验报告一般应包括以下内容：
(1) 实验目的；所用仪器、仪表、器件的名称及规格型号；实验电路原理图。
(2) 实验项目(指导书中的详细内容不必抄录)；测试记录表；波形图及现象记录。
(3) 实验数据整理，计算后的结果、及根据实验数据绘制的曲线。
(4) 实验分析，应包括与理论计算值的比较、现象分析。
8．关于实验考核：
学生在实验课中的实际技能水平与实验报告的质量是评定本课程实验成绩的标准。因各种原因缺做实验和缺交实验报告者，实验成绩要受影响。
实验一灰度变换与空间域滤波
一．实验目的及要求
1．了解MATLAB的操作环境和图像处理工具箱Image Processing Toolbox的功能；2．加深理解图像灰度变换与空间域滤波概念和算法原理；
3．掌握MATLAB中图像灰度变换与空间域滤的实现方法。
二、实验内容
㈠研究以下程序，分析程序功能；输入执行各命令行，认真观察命令执行的结果。利用MATLAB帮助文档熟悉程序中所使用函数的调用方法，改变有关参数，观察试验结果。（可将每段程序保存为一个.m文件）
1.图像及视频文件的基本操作
⑴ RGB彩色图像数据的读写操作
⑵索引图像与 RGB彩色图像之间的转换
close all;
clear all;
%读入一幅RGB彩色图像
IRGB=imread('Fig0701_fruits.jpg');
figure, imshow(IRGB); title(' Original RGB image');
%把RGB彩色图像转换为索引图像，为了比较差异，选择颜色表中的颜色数量为64
[Xind, map] = rgb2ind(IRGB,64);
%显示转换后的索引图像
figure, imshow(Xind, map); title('Converted to Indexd image');
%将结果保存为tif格式图像文件
imwrite(Xind,map,'fruits_indexed.tif');
%
%读入一幅彩色索引图像并显示
[Ind, map2]=imread('trees.tif');
figure, imshow(Ind, map2); title(' Original Indexd image');
%查看图像像素信息，在图像上移动鼠标，注意左下角的信息
impixelinfo;
%暂停，按空格键继续
pause;
%把索引图像转换为RGB彩色图像
Irgb = ind2rgb(Ind, map2);
%显示得到的彩色图像
figure, imshow(Irgb); title('Converted to RGB image');
%将结果保存为jpg格式图像文件
imwrite(Irgb,'trees_rgb.jpg');
%----------------------------------------------------------------------------- ⑶彩色图像转换为灰度图像和无彩色图像
close all;
clear all;
%读取一幅RGB彩色图像
Irgb=imread('Fig0701_fruits.jpg');
%将其转换为灰度图像
Igray1 = rgb2gray(Irgb);
%显示转换结果
figure, imshow(Irgb); title('Original RGB image');
figure, imshow(Igray1); title('Converted gray image');
%
%将上述RGB彩色图像转换为无彩（灰色）彩色图像,
%即转换后的图像数据仍为RGB彩色图像格式
%创建一个与真彩色图像转维数相同的uint8型矩阵
Iachro=uint8(zeros(size(Irgb)));%
Iachro (:,:,1)=Igray1;
Iachro (:,:,2)=Igray1;
Iachro (:,:,3)=Igray1;
figure, imshow(Iachro); title('Converted achromatic color image'); %--------------------------------------------------------------------------------⑷灰度彩色图像转换为二值图像
clc,clear, close all, close all;
%读取一幅灰度图像并显示
I = imread('rice.png');
figure, imshow(I);
%利用阈值分割把灰度图像转换为二值图像
level = graythresh(I);
bw = im2bw(I, level);
figure, imshow(bw); title('Converted binary image');
%查看图像像素信息，在图像上移动鼠标，注意左下角的信息impixelinfo;
%----------------------------------------------------------------------------
⑸视频文件的读取及图像帧的抽取
%采用参考图像实现运动目标分割
% This m-file implements the background subtraction using reference image
% for moving object segmentation.
clear all; close all;
% Construct a videoreader class to read a avi file, first the 'traffic.avi' ,
% then the …highwayII_raw.avi'.
videoObj = VideoReader('traffic.avi');
numFrames =videoObj.NumberOfFrames;
% Read the first frame in the video sequence as the reference background image newframe = read(videoObj, 1);
Iref = double(newframe);
% Get the height, width, and number of color components of the frame [height, width, numColor]=size(newframe);
% Assign a value to the threshold
Threh = 20;
fg = zeros(height, width);
% To avoid consuming too much memories, read only a one frame each time. for n = 1:numFrames
newframe = read(videoObj, n);
% Calculate the absolute differrence image between the new frame
% and the referrence frame Iref.
Idiff = abs(double(newframe) - Iref);
% motion segment, detection moving object by threholding Idiff
fg = Idiff >Threh;
if ( numColor == 3) % color image
fg = fg(:, :, 1) | fg(:, :, 2) | fg(:, :, 3);
end
figure(1);
subplot(1,2,1), imshow(newframe);
title(strcat('Current Image, No. ', int2str(n)));
subplot(1,2,2), imshow(fg);
title('Segmented result using reference image');
end
%------------------------------------------------------------
2. 图像灰度变换
⑴使用工具箱函数imadjust 的直接灰度变换
clear all; close all
I = imread('cameraman.tif');
imshow(I)
figure, imshow(J)
[X,map] = imread('forest.tif');
figure,imshow(X,map)
I2 = ind2gray(X,map);
J2 = imadjust(I2,[],[],0.5);
figure,imshow(I2);
figure, imshow(J2);
J3 = imadjust(I2,[],[],1.5);
figure, imshow(J3);
help imadjust % Display the imadjust() function information.
%------------------------------------------------------------
⑵直方图均衡化
% Clear the MATLAB workspace of any variables and close open figure windows.
clear all; close all;
% Reads the sample images , and stores it in an array named I, and display the image
I = imread('Fig0310(b)(washed_out_pollen_image).tif');
imshow(I);
% Create a histogram of the image and display it in a new figure window
figure, imhist(I);
% Histogram equalization.
[I2,T] = histeq(I);
% Display the new equalized image, I2, in a new figure window.
figure, imshow(I2) ;
% Create a histogram of the equalized image I2.
figure, imhist(I2);
% plot the transformation curve.
figure,plot((0:255)/255,T);
% Write the newly adjusted image I2 to a disk file named …pollen_image2.tif?. imwrite (I2, 'pollen_image2.tif');
% Check the contents of the newly written file
imfinfo('pollen_image2.tif')
%------------------------------------------------------------
3．空间域滤波
⑴平滑滤波（模糊、去噪）
clear all; close all;
I = imread('eight.tif');
h1 = ones(3,3) / 9;
h2 = ones(5,5) / 25;
I1 = imfilter(I,h1);
I2 = imfilter(I,h2);
figure(1), imshow(I), title('Original Image');
figure(2), imshow(I1), title('Filtered Image With 3*3 ')
figure(3), imshow(I2), title('Filtered Image With 5*5 ')
% 加入Gaussian 噪声
J1 = imnoise(I,'gaussian',0,0.005);
% 加入椒盐噪声
J2 = imnoise(I,'salt & pepper',0.02);
% 对J1、J2进行平均值平滑滤波
K1 = imfilter(J1,fspecial('average',3));
K2 = imfilter(J2,fspecial('average',3));
figure(4);
subplot(2,2,1), imshow(J1) , title('gaussian');
subplot(2,2,2), imshow(J2), title('salt & pepper ');
subplot(2,2,3), imshow(K1), title('average ');
subplot(2,2,4), imshow(K2);
% 对J1、J2进行中值滤波
K3 = medfilt2(J1,[3 3]);
K4 = medfilt2(J2,[3 3]);
figure(5);
subplot(2,2,1), imshow(J1) , title('gaussian');
subplot(2,2,2), imshow(J2), title('salt & pepper ');
subplot(2,2,3), imshow(K3), title(' Median filtering ');
subplot(2,2,4), imshow(K4)
%------------------------------------------------------------
⑵锐化滤波
clear all ; close all
f = imread('Fig0338(a)(blurry_moon).tif');
w4 = fspecial('laplacian',0);
w8 = [1, 1, 1;1, -8, 1;1, 1, 1];
f=im2double(f);
g4=f-imfilter(f,w4,'replicate');
g8=f-imfilter(f,w8,'replicate');
g4=im2uint8(g4);
g8=im2uint8(g8);
imshow(f);
figure,imshow(g4);
figure,imshow(g8);
%------------------------------------------------------------
㈡ 采用MATLAB 底层函数编程实现
（参看自编建议或PPT 中的相关内容）
1．灰度变换之动态范围扩展
假定原图像f (x , y )的灰度范围为［a , b ］，希望变换后图像 g (x , y )的灰度范围扩展至［c , d ］，则线性变换可表示为：
c a y x f a
b c d y x g +---=]),([),( 用MA TLAB 底层函数编程实现上述变换函数。观察图像… pout.tif?的灰度直方图，选择合适的参数［a , b ］、［c , d ］对图像‘pout.tif ’进行灰度变换，以获得满意的视觉效果。
2．非锐化掩蔽和高升滤波
从原图像中减去其非锐化（平滑过的）图像的过程称为非锐化掩蔽，其基本步骤为： ⑴对原图像进行平滑滤波得到模糊图像(,)f x y ；
⑵从原图像中减去模糊图像，产生的差值图像称为模板(,)mask g x y ；
⑶将模板加到原图像上，得到锐化后的图像(,)g x y 。 即，
(,)(,) - (,)mask g x y f x y f x y =
(,)(,)(,)1mask g x y f x y k g x y k =+*≥；
用MA TLAB 函数编程实现上述功能。
3. 对图片中人脸区域做模糊处理
人脸是准确鉴定一个人的身份，推断出一个人的种族、地域，地位等信息的重要依据。科学界从图像处理、计算机视觉等多个学科对人脸进行研究。人脸识别在满足人工智能应用和保护信息安全方面都有重要的意义，是当今信息化时代必须解决的问题。电视采访、街景地图等应用中，为保护当事人或行人的隐私权，需要将视频图像中当事人的人脸区域作模糊或马赛克处理。
找一幅含正面人脸的图片，使用函数impixelinfo 找出图片中人脸区域的范围（左上角、右下角的行列坐标），然后对图像中人脸区域模糊或马赛克处理。
三、实验设备
1．微机
2．MA TLAB2014或以上版本
四、预习与思考
1．预习实验内容，阅读教材熟悉实验原理；
2．查阅资料，熟悉MATLAB 的操作环境和基本功能。熟悉实验中涉及的有关函数。
3．利用课余时间，用MA TLAB 底层函数编程实现实验内容（二）中的灰度线性变换。
4．你能否给出实现样例程序功能的其它方法？
5．简述高斯噪声和椒盐噪声的特点。
6．结合实验内容，定性评价平均滤波器/中值滤波器对高斯噪声和椒盐噪声的去噪效果？
7．结合实验内容，定性评价滤波窗口对去噪效果的影响？
五、实验报告要求
1．简述实验目的和实验原理；
2．叙述各段程序功能，介绍关键函数的使用方法；
3．改变有关参数，用数据和图片分析比较实验结果；
4．写出本实验的心得体会。
实验二频率域处理
一．实验目的及要求
1．掌握MATLAB傅里叶变换方法
2．掌握频率域滤波的概念及方法
3．熟练掌握频率域各类滤波器的特点及设计方法
4．利用MATLAB程序进行频域滤波
二、实验内容
㈠研究以下程序，分析程序功能；输入执行各命令行，认真观察命令执行的结果。熟悉程序中所使用函数的调用方法，改变有关参数，观察试验结果。
1．简单二值图像的傅里叶变换及幅度谱
clear all; close all; clc;
%创建一个二值图像
f = zeros(256,256);
f(100:156,118:138) = 1;
%计算其傅里叶变换
F = fft2(f);
F1 = fftshift(F); %中心化
%显示原图像及其幅度谱
figure, imshow(f)
figure, imshow(abs(F),[]); colormap(gray); colorbar;
%将幅度谱对数变换后再显示
figure, imshow(log(1+ abs(F)),[]); colormap(gray); colorbar;
figure, imshow(log(1+ abs(F1)),[]); colormap(gray); colorbar;
figure, mesh(1:256,1:256, abs(F1));
%将图像旋转45度，然后重做上述步骤
f45 =imrotate(f,45,'crop');
F2 = fft2(f45);
F3 = fftshift(F2);
figure, imshow(f45);
figure, imshow(log(1+ abs(F3)),[]); colormap(gray); colorbar figure, mesh(1:256,1:256, abs(F3));
%------------------------------------------------------------
2. 频率域平滑（低通）滤波
⑴空间域高斯低通滤波器的频率域实现
close all; clear all; clc;
I = imread('text.png');
f = im2double(I);
%定义高斯低通滤波器标准差变量,初始化为1
sigma = 2;
%根据标准差sigma大小，确定滤波模板的尺寸
hsize = floor(6*sigma);
if mod(hsize,2) == 0
hsize = hsize+1;
end
%生成指定大小的空间域高斯低通滤波模板
h = fspecial('gaussian', hsize, sigma);
AB = size(f);
CD = size(h);
PQ = AB + CD -1;
F = fft2(f,PQ(1),PQ(2));
H = fft2 (h,PQ(1),PQ(2));
g = real(ifft2(F .* H));
g = imcrop(g, [1,1,AB(2)-1, AB(1)-1]);
g =im2uint8(g);
figure, imshow(I); title('Original Image');
figure, imshow(g); title('the Smoothed Image');
%------------------------------------------------------------
⑵理想低通滤波器的简单实现
close all; clear all; clc;
I = imread('Fig0333(a)(test_pattern_blurring_orig).tif');
f = im2double(I);
D0 = 10; % 定义滤波器截止频率
F = fft2(f); %快速傅里叶变换
Fc = fftshift(F); % 中心化
[height, width]=size(Fc);
%初始化理想低通滤波器系数矩阵（频率域设计滤波器）
H = zeros(height, width);
%计算理想低通滤波器系数
for u=1:height
for v =1:width
if(sqrt((u-height/2)^2 + (v-width/2)^2) < D0)
H(u,v) =1;
else
H(u,v) = 0;
end
end
end
%进行理想低通滤波,图像傅里叶变换矩阵与滤波器系数矩阵对应点乘G = Fc.* H
G = ifftshift(G); % 去中心化
g = real(ifft2(G)); % 逆傅里叶变换并取实部
g = im2uint8(g); % 把输出图像转换为uint8数据类型
figure, imshow(I);title('Original Image');
figure, imshow(g); title('the ILP Smoothed Image');
%------------------------------------------------------------
⑶巴特沃斯Butterworth低通滤波器的简单实现
close all; clear all; clc;
I = imread('Fig0333(a)(test_pattern_blurring_orig).tif');
f = im2double(I);
D0 = 10; %定义滤波器截止频率，可令D0分别等于30,60..观察结果n = 2; % 定义滤波器阶数，可增大阶数n=3,4…观察滤波效果
F = fft2(f);
Fc = fftshift(F);
[height, width] = size(Fc);
%初始化巴特沃斯低通滤波器系数矩阵（频率域设计滤波器）
H = zeros(height, width);
%计算巴特沃斯低通滤波器系数矩阵
for u =1:height
for v =1:width
%计算巴特沃斯低通滤波器在频率点(u,v)的系数值
Dist = sqrt((u-height/2)^2 + (v-width/2)^2);
H(u, v) = 1/(1+(Dist/D0).^(2*n));
end
end
%进行巴特沃斯低通滤波, 图像傅里叶变换矩阵与滤波器系数矩阵对应点乘G = Fc.* H;
G = ifftshift(G);
g = real(ifft2(G));
g = im2uint8(g);
figure, imshow(I);title('Original Image');
figure, imshow(g); title('the Butterworth LPF Smoothed Image');
%------------------------------------------------------------
⑷高斯Gaussian低通滤波器的简单实现
close all; clear all; clc;
I = imread('Fig0333(a)(test_pattern_blurring_orig).tif');
f = im2double(I);
D0 = 10; %定义滤波器截止频率，可令D0分别等于30,60..观察结果
F = fft2(f);
Fc = fftshift(F);
[height,width]=size(Fc);
%初始化高斯低通滤波器系数矩阵（频率域设计滤波器）
H = zeros(height, width);
%计算高斯低通滤波器系数矩阵
for u =1:height
for v =1:width
%计算高斯高通滤波器在频率点(u,v)的系数值
sqDist = (u-height/2)^2 + (v-width/2)^2;
H(u, v) = exp(-sqDist/(2*D0^2));
end
end
%进行高斯低通滤波, 图像傅里叶变换矩阵与滤波器系数矩阵对应点乘
G = Fc.* H;
G = ifftshift(G);
g = real(ifft2(G));
g = im2uint8(g);
figure, imshow(I);title('Original Image');
figure, imshow(g); title('the Gaussian HPF Smoothed Image');
%------------------------------------------------------------
3. 频率域锐化（高通）滤波
⑴高斯Gaussian高通滤波器的简单实现
close all; clear all; clc;
I = imread('Fig0333(a)(test_pattern_blurring_orig).tif');
f = im2double(I);
D0 = 10; %定义滤波器截止频率，可令D0分别等于30,60..观察结果
F = fft2(f);
Fc = fftshift(F);
[height,width]=size(Fc);
%初始化高斯高通滤波器系数矩阵（频率域设计滤波器）
H = zeros(height, width);
%计算高斯高通滤波器系数矩阵
for u =1:height
for v =1:width
%计算高斯高通滤波器在频率点(u,v)的系数值（注意与高斯低通滤波器之间的差异）sqDist = (u-height/2)^2 + (v-width/2)^2;
H(u, v) = 1- exp(-sqDist/(2*D0^2));
end
end
%进行高斯高低通滤波, 图像傅里叶变换矩阵与滤波器系数矩阵对应点乘
G = Fc.* H;
G = ifftshift(G);
g = real(ifft2(G));
g = im2uint8(g);
figure, imshow(I);title('Original Image');
figure, imshow(g); title('the Gaussian HPF Image');
%------------------------------------------------------------
⑵Laplacian 图像锐化增强的频域实现
clear all; close all; clc;
I = imread('Fig0338(a)(blurry_moon).tif');
f = im2double(I);
AB = size(f);
h = fspecial('laplacian',0);
CD = size(h);
PQ = AB + CD -1;
H = fft2 (h,PQ(1),PQ(2));
H = fftshift(H);
F = fft2(I,PQ(1),PQ(2));
F = fftshift(F);
% calculate the laplacian image
G = F.*H;
ge = real(ifft2(ifftshift(G)));
ge = imcrop(ge,[1,1,AB(2)-1,AB(1)-1]);
figure, imshow(mat2gray(ge),[]);
% calculate the enhanced image using laplacian operator
ge = ge/max(max(abs(ge)));
gs = f-ge;
gs = im2uint8(gs);
figure, imshow(I);
figure, imshow(gs);
%------------------------------------------------------------
4．离散余弦变换（DCT）
%JPEG图像压缩使用的方法
% 对cameraman.tif图像的离散余弦变换及逆变换重建
clear all, close all
f=imread('cameraman.tif'); %读一幅cameraman.tif
imshow(f);
F=dct2(f); %做余弦变换
AbsFT=abs(F);
figure, imshow(log(AbsFT));
FinvT=idct2(F); %做余弦反变换
figure, imshow(mat2gray(FinvT));
%仅保留余弦变换频谱的左上角50*50个数据，然后做余弦反变换，观察输出图像F1=F;
[m,n]=size(F1);
F1(50:m,50:n)=0;
AbsFT=abs(F1);
figure, imshow(log(AbsFT));
FinvT=idct2(F1); %做余弦反变换
figure, imshow(mat2gray(FinvT));
㈡采用Matlab编程实现“频率域钝化模板、高提升滤波和高频强调滤波”
三、实验设备
1．微机；
2．MATLAB2014；
四、预习与思考
1．预习实验内容，阅读教材熟悉实验原理；
2．查阅资料，熟悉实验中涉及的有关函数。
五、实验报告要求
1．简述实验目的和实验原理；
2．叙述各段程序功能，介绍关键函数的使用方法；
3．改变有关参数，用数据和图片分析比较实验结果；
4．写出本实验的心得体会。
实验三图像形态学处理
一．实验目的及要求
1．利用MATLAB研究二值形态学图像处理常用算法；
2．掌握MATLAB形态学图像处理基本操作函数的使用方法；
3．了解形态学的基本应用。
二、实验内容
（一）研究以下程序，分析程序功能；输入执行各命令行，认真观察命令执行的结果。熟悉程序中所使用函数的调用方法，改变有关参数，观察试验结果。（说明：实验中使用的图片可从Gonzalez网站或本课程教学网盘下载）
1．膨胀与腐蚀(Dilation and Erosion)
⑴对简单二值图像进行腐蚀，注意观察结构元素大小对处理结果的影响
clear all, close all
I = imread('Fig0905(a)(wirebond-mask).tif');
SE1 = strel('square',11) ;
SE2 = strel('square',15) ;
SE3 = strel('square',45) ;
g1 = imerode(I, SE1);
g2 = imerode(I, SE2);
g3 = imerode(I, SE3);
figure(1),
subplot(2,2,1), imshow(I), title(' Original Image ');
subplot(2,2,2), imshow(g1), title('Eroded Image with 11*11');
subplot(2,2,3), imshow(g2), title('Eroded Image with 15*15');
subplot(2,2,4), imshow(g3), title('Eroded Image with 45*45');
%--------------------------------------------------------------------
⑵对文本二值图像进行膨胀
clear all, close all;
I = imread('Fig0907(a)(text_gaps_1_and_2_pixels).tif');
%构造一个3*3“十字形”结构元素
SE = [0,1,0;1,1,1;0,1,0];
g1 = imdilate(I, SE);
%对结果再次膨胀
g2 = imdilate(g1, SE);
figure(1);
subplot(1,3,1), imshow(I), title(' Original Image ');
subplot(1,3,2), imshow(g1), title(' Dilated Image with …cross? se ');
subplot(1,3,3), imshow(g2), title(' Dilated Image twice');
%--------------------------------------------------------------------
⑶对灰度图像进行腐蚀和膨胀
clear all, close all;
I = imread('Fig0935(a)(ckt_board_section).tif');
%构造一个半径为2个像素的平坦结圆形结构元素
SE = strel('disk',2) ;
%对灰度图像用平坦圆形结构元素进行腐蚀
g1 = imerode(I, SE);
%对灰度图像用同样的平坦圆形结构元素进行膨胀
g2 = imdilate(I, SE);
figure(1);
subplot(1,3,1), imshow(I), title(' Original Image ');
subplot(1,3,2), imshow(g1), title(' Eroded Image with flat disk structure element'); subplot(1,3,3), imshow(g2), title(' Dilated Image with flat disk structure element '); %--------------------------------------------------------------------
2. 开、闭操作（Opening and Closing）的形态学滤波
⑴对二值图像进行形态学滤波
clear all, close all;
I = imread('Fig0911(a)(noisy_fingerprint).tif');
se = strel('square',3);
g1 = imopen(I,se);
g2 = imclose(g1,se);
figure(1);
subplot(1,3,1), imshow(I), title(' Original Image');
subplot(1,3,2), imshow(g1), title('Image after opening');
subplot(1,3,3), imshow(g2), title('Image after Closing');
%通过顺序使用腐蚀、膨胀实现开操作(Opening)，注意观察中间结果
g1 = imerode(I, se);
g2 = imdilate(g1, se);
%通过顺序使用膨胀、腐蚀实现闭操作(Closeing)，注意观察中间结果
g3 = imdilate(g2, se);
g4 = imerode(g3, se);
figure(2);
subplot(2,3,1), imshow(I), title(' Original Image');
subplot(2,3,2), imshow(g1), title('Image after eroding');
subplot(2,3,3), imshow(g2), title('Image after dilating');
subplot(2,3,4), imshow(g3), title('Image after dilating');
subplot(2,3,5), imshow(g4), title('Image after eroding');
%--------------------------------------------------------------------
⑵对灰度图像进行形态学滤波
clear all, close all;
I = imread('Fig0935(a)(ckt_board_section).tif');
%构造一个半径为3个像素的平坦结圆形结构元素
SE1 = strel('disk',3) ;
%构造一个半径为5个像素的平坦结圆形结构元素
SE2 = strel('disk',5) ;
%用半径为3个像素的平坦结圆形结构元素进行开操作（Opening）
%削峰
g1 = imopen(I, SE1);
%用半径为5个像素的平坦结圆形结构元素进行闭操作（Closing）
%填谷
g2 = imclose(I, SE2);
figure(1);
subplot(1,3,1), imshow(I), title(' Original Image ');
subplot(1,3,2), imshow(g1), title(' Opening using a disk SE with radius=3 pixels');
subplot(1,3,3), imshow(g2), title(' Closing using a disk SE with radius=5 pixels');
%--------------------------------------------------------------------
说明：
改变结构元素形状、大小，重做上述实验，比较实验结果，分析结构元素对运算的影响；
实验一 实验内容和步骤 练习图像的读取、显示和保存图像数据，步骤如下： (1)使用命令figure(1)开辟一个显示窗口 (2)读入一幅RGB图像，变换为灰度图像和二值图像，并在同一个窗口内显示、二值图像和灰度图像，注上文字标题。 (3)保存转换后的灰度图像和二值图像 (4)在同一个窗口显示转换后的灰度图像的直方图 I=imread('BaboonRGB.bmp'); figure,imshow(I); I_gray=rgb2gray(I); figure,imshow(I_gray); I_2bw=Im2bw(I_gray); figure,imshow(I_2bw); subplot(1,3,1),imshow(I),title('RGB图像'); subplot(1,3,2),imshow(I_gray),title('灰度图像'); subplot(1,3,3),imshow(I_2bw),title('二值图像'); imwrite(I_gray,'Baboongray.png'); imwrite(I_2bw,'Baboon2bw.tif'); figure;imhist(I_gray);
RGB 图 像灰度图 像二值图 像 050100150200250 500 1000 1500 2000 2500 3000
(5)将原RGB 图像的R 、G 、B 三个分量图像显示在figure(2)中，观察对比它们的特点，体会不同颜色所对应的R 、G 、B 分量的不同之处。 [A_RGB,MAP]=imread('BaboonRGB.bmp'); subplot(2,2,1),imshow(A_RGB),title('RGB'); subplot(2,2,2),imshow(A_RGB(:,:,1)),title('R'); subplot(2,2,3),imshow(A_RGB(:,:,2)),title('G'); subplot(2,2,4),imshow(A_RGB(:,:,3)),title('B'); (6)将图像放大1.5倍，插值方法使用三种不同方法，在figure(3)中显示放大后的图像，比较不同插值方法的结果有什么不同。将图像放大到其它倍数，重复实验；A=imread('BaboonRGB.bmp'); figure(3),imshow(A),title('原图像'); B=imresize(A,1.5,'nearest'); figure(4),imshow(B),title('最邻近法') C=imresize(A,1.5,'bilinear'); ; figure(5),imshow(C),title('双线性插值'); D=imresize(A,1.5,'bicubic'); figure(6),imshow(D),title('双三次插值 '); RGB R G B
矿压测试技术实验指导书 学号： 班级： 姓名： 安徽理工大学 能源与安全学院采矿工程实验室
实验一常用矿山压力仪器原理及使用方法 第一部分观测岩层移动的部分仪器 ☆深基点钻孔多点位移计 一、结构简介 深基点钻孔多点位移计是监测巷道在掘进和受采动影响的整个服务期间，围岩内部变形随时间变化情况的一种仪器。 深基点钻孔多点位移包括孔内固定装置、孔中连接钢丝绳、孔口测读装置组成。每套位移计内有5~6个测点。其结构及其安装如图1所示。 二、安装方法 1.在巷道两帮及顶板各钻出φ32的钻孔。 2.将带有连接钢丝绳的孔内固定装置，由远及近分别用安装圆管将其推至所要求的深度。(每个钻孔布置5~6个测点，分别为；6m、5m、4m、3m、2m、lm或12m、10m、8m、6m、4m、2m)。 3.将孔口测读装置，用水泥药圈或木条固定在孔口。 4。拉紧每个测点的钢丝绳，将孔口测读装置上的测尺推至l00mm左右的位置后，由螺丝将钢丝绳与测尺固定在一起。 三、测试方法 安装后先读出每个测点的初读数，以后每次读得的数值与初读数之差，即为测点的位移值。当读数将到零刻度时，松开螺丝，使测尺再回到l00mm左右的位置，重新读出初读数。 ☆顶板离层指示仪 一、结构简介： 顶板离层指示仪是监测顶板锚杆范围内及锚固范围外离层值大小的一种监测仪器，在顶板钻孔中布置两个测点，一个在围岩深部稳定处，一个在锚杆端部围岩中。离层值就是围岩中两测点之间以及锚杆端部围岩与巷道顶板表面间的相对位移值。顶板离层指示仪由孔内固定装置、测量钢丝绳及孔口显示装置组成如图1所示。
二、安装方法： 1.在巷道顶板钻出φ32的钻孔，孔深由要求而定。 2.将带有长钢丝绳的孔内固定装置用安装杆推到所要求的位置；抽出安装杆后再将带有短钢丝绳的孔内固定装置推到所要求的位置。 3.将孔口显示装置用木条固定在孔口(在显示装置与钻孔间要留有钢丝绳运动的间隙)。 4.将钢丝绳拉紧后，用螺丝将其分别与孔口显示装置中的圆管相连接，且使其显示读数超过零刻度线。 三、测读方法： 孔口测读装置上所显示的颜色，反映出顶板离层的范围及所处状态，显示数值表示顶板的离层量。☆DY—82型顶板动态仪 一、用途 DY-82型顶板动态仪是一种机械式高灵敏位移计。用于监测顶底板移近量、移近速度，进行采场“初次来压”和“周期来压”的预报，探测超前支撑压力高 峰位置，监测顶板活动及其它相对位移的测量。 二、技术特征 (1)灵敏度(mm) 0.01 (2)精度(％) 粗读±1,微读±2.5 (3)量程(mm) 0～200 (4)使用高度(mm) 1000～3000 三、原理、结构 其结构和安装见图。仪器的核心部件是齿条6、指针8 以及与指针相连的齿轮、微读数刻线盘9、齿条下端带有读 数横刻线的游标和粗读数刻度管11。 当动态仪安装在顶底板之间时，依靠压力弹簧7产生的 弹力而站立。安好后记下读数(初读数)并由手表读出时间。 粗读数由游标10的横刻线在刻度管11上的位置读出，每小 格2毫米，每大格(标有“1”、“22'’等)为10毫米，微读数 由指针8在刻线盘9的位置读出，每小格为0.01毫米(共200 小格，对应2毫米)。粗读数加微读数即为此时刻的读数。当 顶底板移近时，通过压杆3压缩压力弹簧7，推动齿条6下 移，带动齿轮，齿轮带动指针8顺时针方向旋转，顶底板每 移近0.01毫米，指针转过1小格；同时齿条下端游标随齿条 下移，读数增大。后次读数减去前次读数，即为这段时间内的顶底板移近量。除以经过的时间，即得
淮海工学院计算机科学系 大型数据库实验指导书 计算机网络教研室
实验1安装配置与基本操作 实验目的 1. 掌握Oracle9i服务器和客户端软件的安装配置方法。 2. 掌握Oracle9i数据库的登录、启动和关闭。 实验环境 局域网，windows 2000 实验学时 2学时，必做实验。 实验内容 1. 在局域网环境下安装配置Oracle9i服务器和客户端软件。 2. 练习Oracle9i数据库的登录、启动和关闭等基本操作。 实验步骤 1、将Oracle 9i的第1号安装盘放入光驱，双击setup，将弹出“Oracle Universal Installer：欢迎使用”对话框。 2、单击“下一步”按钮，出现“Oracle Universal Installer：文件定位”对话框。 在路径中输入“E:\Oracle\ora92”，其它取默认值。 3、启动第1号盘的安装程序setup，具体方法同安装Oracle 9i服务器，不同的是在 选择安装产品时选择“Oracle9i Client 9.2.0.1.0”选项； 4、安装结束后，弹出“Oracle Net Configuration Assistant：欢迎使用”对话框。取 默认值。 5、登录Oracle9i数据库：选择“开始”→“所有程序”→Oracle-OraHome92→Enterprise Manager Console ； 6、系统出现“登录”对话框。选择“独立启动”。 分析与思考 （1）简述启动Oracle9i数据库的一般步骤。 （2）简述启动Oracle9i模式中三个选项的区别？ （3）简述关闭Oracle9i模式中四个选项的区别？
重庆邮电大学移通学院学生实验报告 实验名称：熟悉认知心理学和人机工程学 专业班级：数字媒体技术 02141401 姓名：罗钧 学号： 2014210xxx 实验日期：
实验二：熟悉认知心理学和人机工程学 一、实验目的 （1）了解人机交互技术的研究内容； （2）熟悉认知心理学的基本概念和主要内容； （3）熟悉人机工程学的基本概念和主要内容。 二、工具/准备工作 需要准备一台带有浏览器，能够访问因特网的计算机。 三、实验内容与步骤 1.认知学的概念 （1）分析“人机界面学”的主要研究内容。 人机界面（Human Machine Interaction，简称HMI），又称用户界面或使用者界面，是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是计算机系统的重要组成部分。是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。 （2）给出“认知心理学”的定义。 认知心理学是二十世纪50年代中期在西方兴起的一种心理学思潮，是作为人类行为基础的心理机制，其核心是输入和输出之间发生的内部心理过程。它与西方传统哲学也有一定联系，其主要特点是强调知识的作用，认为知识是决定人类行为的主要因素。 认知心理学是最新的心理学分支之一，从1950至1960年代间才发展出来的，到70年代成为西方心理学的主要流派。1956年被认为是认知心理学史上的重要年份。这一年几项心理学研究都体现了心理学的信息加工观点。如Chomsky的语言理论和纽厄尔（Alan Newell）和西蒙（Herbert Alexander simon）的“通用问题解决者”模型。“认知心理学”第一次在出版物出现是在1967年Ulrich Neisser的新书。而唐纳德·布罗德本特于1958年出版的《知觉与传播》一书则为认知心理学取向立下了重要基础。此后，认知心理取向的重点便在唐纳德·布罗德本特所指出的认知的讯息处理模式--一种以心智处理来思考与推理的模式。因此，思考与推理在人类大脑中的运作便像电脑软件在电脑里运作相似。认知心理学理论时常谈到输入、表征、计算或处理，以及输出等概念。 （3）给出“软件心理学”的定义。 软件心理学（software psychology）用实验心理学的技术和认知心理学的概念来进行软件生产的方法，即将心理学和计算机系统相结合而产生的新学科。 (4)为什么说“了解并遵循认知心理学的原理是进行人机交互界面设计的基础”？请简单阐述之。 人机界面设计，主要用理论来指导设计，了解认知心理学，一方面防止出错，另一方面用以提高工作效率。了解认知心理学，可以使设计者对用户，即使用计算机的人，有一个较为清晰的认识，也就是说对人的心理基础要有所了解，以提高人机界面设计的水平，
数字图像处理实验报告 实验一数字图像基本操作及灰度调整 一、实验目的 1)掌握读、写图像的基本方法。 2)掌握MATLAB语言中图像数据与信息的读取方法。 3)理解图像灰度变换处理在图像增强的作用。 4)掌握绘制灰度直方图的方法，理解灰度直方图的灰度变换及均衡化的方 法。 二、实验内容与要求 1.熟悉MATLAB语言中对图像数据读取，显示等基本函数 特别需要熟悉下列命令：熟悉imread()函数、imwrite()函数、size()函数、Subplot（）函数、Figure（）函数。 1)将MATLAB目录下work文件夹中的forest.tif图像文件读出.用到imread， imfinfo 等文件，观察一下图像数据，了解一下数字图像在MATLAB中的处理就是处理一个矩阵。将这个图像显示出来（用imshow）。尝试修改map颜色矩阵的值，再将图像显示出来，观察图像颜色的变化。 2)将MATLAB目录下work文件夹中的b747.jpg图像文件读出，用rgb2gray() 将其 转化为灰度图像，记为变量B。 2.图像灰度变换处理在图像增强的作用 读入不同情况的图像，请自己编程和调用Matlab函数用常用灰度变换函数对输入图像进行灰度变换，比较相应的处理效果。 3.绘制图像灰度直方图的方法，对图像进行均衡化处理 请自己编程和调用Matlab函数完成如下实验。 1)显示B的图像及灰度直方图，可以发现其灰度值集中在一段区域，用 imadjust函 数将它的灰度值调整到[0，1]之间，并观察调整后的图像与原图像的差别，调整后的灰
度直方图与原灰度直方图的区别。 2) 对B 进行直方图均衡化处理，试比较与源图的异同。 3) 对B 进行如图所示的分段线形变换处理，试比较与直方图均衡化处理的异同。 图1.1 分段线性变换函数 三、实验原理与算法分析 1. 灰度变换 灰度变换是图像增强的一种重要手段，它常用于改变图象的灰度范围及分布，是图象数字化及图象显示的重要工具。 1) 图像反转 灰度级范围为[0, L-1]的图像反转可由下式获得 r L s --=1 2) 对数运算：有时原图的动态范围太大，超出某些显示设备的允许动态范围， 如直接使用原图，则一部分细节可能丢失。解决的方法是对原图进行灰度压缩，如对数变换： s = c log(1 + r )，c 为常数，r ≥ 0 3) 幂次变换： 0,0,≥≥=γγc cr s 4) 对比拉伸：在实际应用中,为了突出图像中感兴趣的研究对象，常常要求 局部扩展拉伸某一范围的灰度值，或对不同范围的灰度值进行不同的拉伸处理，即分段线性拉伸： 其对应的数学表达式为：
土木工程学院 《混凝土结构设计基本原理》实验指导书 及实验报告 适用专业：土木工程周淼 编 班级：：学 号： 理工大学 2018 年9 月
实验一钢筋混凝土梁受弯性能试验 一、实验目的 1.了解适筋梁的受力过程和破坏特征； 2.验证钢筋混凝土受弯构件正截面强度理论和计算公式； 3.掌握钢筋混凝土受弯构件的实验方法及荷载、应变、挠度、裂缝宽度等数据的测试技术 和有关仪器的使用方法； 4.培养学生对钢筋混凝土基本构件的初步实验分析能力。 二、基本原理当梁中纵向受力钢筋的配筋率适中时，梁正截面受弯破坏过程表现为典型的三个阶段：第一阶段——弹性阶段（I阶段）：当荷载较小时，混凝土梁如同两种弹性材料组成的组合梁，梁截面的应力呈线性分布，卸载后几乎无残余变形。当梁受拉区混凝土的最大拉应力达到混凝土的抗拉强度，且最大的混凝土拉应变超过混凝土的极限受拉应变时，在纯弯段某一薄弱截面出现首条垂直裂缝。梁开裂标志着第一阶段的结束。此时，梁纯弯段截面承担的弯矩M cr称为开裂弯矩。第二阶段——带裂缝工作阶段（II阶段）：梁开裂后，裂缝处混凝土退出工作，钢筋应力急增，且通过粘结力向未开裂的混凝土传递拉应力，使得梁中继续出现拉裂缝。压区混凝土中压应力也由线性分布转化为非线性分布。当受拉钢筋屈服时标志着第二阶段的结束。此时梁纯弯段截面承担的弯矩M y称为屈服弯矩。第三阶段——破坏阶段（III阶段）：钢筋屈服后，在很小的荷载增量下，梁会产生很大的变形。裂缝的高度和宽度进一步发展，中和轴不断上移，压区混凝土应力分布曲线渐趋丰满。当受压区混凝土的最大压应变达到混凝土的极限压应变时，压区混凝土压碎，梁正截面受弯破坏。此时，梁承担的弯矩M u 称为极限弯矩。适筋梁的破坏始于纵筋屈服，终于混凝土压碎。整个过程要经历相当大的变形，破坏前有明显的预兆。这种破坏称为适筋破坏，属于延性破坏。 三、试验装置
《—数据库应用—》上机指导书 数据库课程组编写 前言
“数据库应用”是一门理论性和实践性都很强的专业课程, 通过本课程的学习，学生会使用SQL Server数据库管理系统并能进行实际应用。能熟练掌握Transact-SQL语言，能保证数据的完整性和一致性、数据库的安全,并能进行简单编程。 “数据库应用”课程上机的主要目标： 1）通过上机操作，加深对数据库系统理论知识的理解。 2）通过使用SQL SERVER2000,了解SQL SERVER 数据库管理系统的数据管理方式，并掌握其操作技术。 3）通过实际题目的上机，提高动手能力，提高分析问题和解决问题的能力。 “数据库应用”课程上机项目设置与内容 表3列出了”数据库应用”课程具体的上机项目和内容 上机组织运行方式:
⑴上机前，任课教师需要向学生讲清上机的整体要求及上机的目标任务；讲清上机安排和进度、平时考核内容、期末考试办法、上机守则及上机室安全制度；讲清上机操作的基本方法，上机对应的理论内容。 ⑵每次上机前：学生应当先弄清相关的理论知识，再预习上机内容、方法和步骤，避免出现盲目上机的行为。 ⑶上机1人1组，在规定的时间内，由学生独立完成，出现问题时，教师要引导学生独立分析、解决，不得包办代替。 ⑷该课程上机是一个整体，需要有延续性。机房应有安全措施，避免前面的上机数据、程序和环境被清除、改动等事件发生，学生最好能自备移动存储设备，存储自己的数据。 ⑸任课教师要认真上好每一堂课，上机前清点学生人数，上机中按要求做好学生上机情况及结果记录。 上机报告要求 上机报告应包含以下内容： 上机目的，上机内容及操作步骤、上机结果、及上机总结及体会。 上机成绩评定办法 上机成绩采用五级记分制，分为优、良、中、及格、不及格。按以下五个方面进行综合考核： 1、对上机原理和上机中的主要环节的理解程度； 2、上机的工作效率和上机操作的正确性； 3、良好的上机习惯是否养成； 4、工作作风是否实事求是； 5、上机报告（包括数据的准确度是否合格，体会总结是否认真深入等） 其它说明 1.在上机课之前，每一个同学必须将上机的题目、程序编写完毕，对运行中可能出 现的问题应事先作出估计；对操作过程中有疑问的地方，应做上记号，以便上机时给予注意。做好充分的准备，以提高上机的效率 2.所有上机环节均由每位同学独立完成，严禁抄袭他人上机结果，若发现有结果雷 同者，按上机课考核办法处理。 3.上机过程中，应服从教师安排。 4.上机完成后，要根据教师的要求及时上交作业。
实验二MATLAB图像运算一、实验目的 1．了解图像的算术运算在数字图像处理中的初步应用。 2．体会图像算术运算处理的过程和处理前后图像的变化。 二、实验步骤 1．图像的加法运算-imadd 对于两个图像f x,y和 (x,y)的均值有： g x,y=1 f x,y+ 1 (x,y) 推广这个公式为： g x,y=αf x,y+β (x,y) 其中，α+β=1。这样就可以得到各种图像合成的效果，也可以用于两张图像的衔接。说明：两个示例图像保存在默认路径下，文件名分别为'rice.png'和'cameraman.tif'，要求实现下图所示结果。 代码： I1 = imread('rice.png'); I2 = imread('cameraman.tif'); I3 = imadd(I1, I2,'uint8'); I4 = imadd(I1, I2,'uint16'); subplot(2, 2, 1), imshow(I1), title('?-ê?í???1'); subplot(2, 2, 2), imshow(I2), title('?-ê?í???2'); subplot(2, 2, 3), imshow(I3), title('8??í?????ê?'); subplot(2, 2, 4), imshow(I4), title('16??í?????ê?'); 结果截图：
2．图像的减法运算-imsubtract 说明： 背景图像可通过膨胀算法得到background = imopen(I,strel('disk',15));，要求实现下图所示结果。 示例代码如下： I1 = imread('rice.png'); background = imerode(I1, strel('disk', 15)); rice2 = imsubtract(I1, background); subplot(2, 2, 1), imshow(I1), title('?-ê?í???'); subplot(2, 2, 2), imshow(background), title('±3?°í???'); subplot(2, 2, 3), imshow(rice2), title('′|àíoóμ?í???'); 结果截图： 3.图像的乘法运算-immultiply
土工实验指导书及实验报告编写毕守一 安徽水利水电职业技术学院 二OO九年五月
目录 实验一试样制备 实验二含水率试验 实验三密度试验 实验四液限和塑限试验 实验五颗粒分析试验 实验六固结试验 实验七直接剪切试验 实验八击实试验 土工试验复习题
实验一试样制备 一、概述 试样的制备是获得正确的试验成果的前提，为保证试验成果的可靠性以及试验数据的可比性，应具备一个统一的试样制备方法和程序。 试样的制备可分为原状土的试样制备和扰动土的试样制备。对于原状土的试样制备主要包括土样的开启、描述、切取等程序；而扰动土的制备程序则主要包括风干、碾散、过筛、分样和贮存等预备程序以及击实等制备程序，这些程序步骤的正确与否，都会直接影响到试验成果的可靠性，因此，试样的制备是土工试验工作的首要质量要素。 二、仪器设备 试样制备所需的主要仪器设备，包括： （1）孔径0.5mm、2mm和5mm的细筛； （2）孔径0.075mm的洗筛； （3）称量10kg、最小分度值5g的台秤； （4）称量5000g、最小分度值1g和称量200g、最小分度值0.01g的天平；
（5）不锈钢环刀（内径61.8mm、高20mm；内径79.8mm、高20mm或内径61.8mm、高40mm）； （6）击样器：包括活塞、导筒和环刀； （7）其他：切土刀、钢丝锯、碎土工具、烘箱、保湿器、喷水设备、凡士林等。 三、试样制备 （一）原状土试样的制备步骤 1、将土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取土样。 2、检查土样结构，若土样已扰动，则不应作为制备力学性质试验的试样。 3、根据试验要求确定环刀尺寸，并在环刀内壁涂一薄层凡士林，然后刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，同时用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削直至土样高出环刀，制样时不得扰动土样。 4、采用钢丝锯或切土刀平整环刀两端土样，然后擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。 5、切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述。 6、从切削的余土中取代表性试样，供测定含水率以及颗粒分析、界限含水率等试验之用。
人机工程学实验报告Hust工业设计专业，人机工程课程实验报告
必做实验（7个）： 一、镜画仪： 是一项目动作技能迁移的实验。因通过镜子反射，和原图形相比镜中图像是上下倒置而左右不变。 实验一 实验二 自变量：试验次数 因变量：出错次数、使用时间 实验数据分析结果：1.随着实验次数的增加，实验者不变，但是其所用时间及错误次数都在变少，熟练程度明显增加。 2.在同样的情况和同样的图案上，实验的后一次测验比前一次的测验有所进步，就为正迁移效果。
二、光亮度辨别仪 光亮度辨别仪的作用：心理学中常用的一种视觉实验仪器。它可以测定明度差别阈限，也可以制作明度量表。 自变量：光亮度真实值 因变量：实际测量值、差值 实验数据分析结果：随着光亮度的增加，实验者对于光的敏感度下降，误差变大。 应用范围：可调节亮度的台灯，它的优点在于调节亮度的装置消耗的电能极少，节约了电能，减少了不必要的损耗，灯的亮度可根据不同的天气，不同的时间，人们不同的需求，调节不同的亮度，方便人们的生活。
三、瞬时记忆实验仪 仪器同时呈现一组随机数字或字母，在部分报告法实验中，要求被试再现当时指定的一部分，然后在指定的时间内通过大脑记录下来。 自变量：瞬时刺激时间 因变量：记忆保存量 实验数据分析结果：人的大脑在瞬时记忆中，记忆的时间越长，准确率越高。
四、记忆广度测试仪 适用于心理特点测定中的数字记忆广度实验和提高记忆力的训练。并具有同时测量被试视觉、记忆、反应速度三者结合能力的功能，是一种常用的心理学测量仪器。 自变量：不同的实验者 因变量：记忆广度分数、出错位数 实验数据分析结果：因为人与人的不同，其记忆能力不同，有记忆广度大的，也有记忆广度小的。 应用范围：用在小孩子的智力玩具上，刺激小孩子对数字的认识和敏感性，提高记忆力和反映能力，同时可以很好的帮助小孩子注意力的集中。
6.3实验步骤 (1)对彩色图像的表达和显示 * * * * * * * * * * * *显示彩色立方体* * * * * * * * * * * * * rgbcube(0,0,10); %从正面观察彩色立方体 rgbcube(10,0,10); %从侧面观察彩色立方 rgbcube(10,10,10); %从对角线观察彩色立方体 %* * * * * * * * * *索引图像的显示和转换* * * * * * * * * * f=imread('D:\Picture\Fig0604(a)(iris).tif'); figure,imshow(f);%f是RGB真彩图像 %rgb图像转换成8色索引图像，不采用抖动方式 [X1,map1]=rgb2ind(f,8,'nodither'); figure,imshow(X1,map1); %采用抖动方式转换到8色索引图像 [X2,map2]=rgb2ind(f,8,'dither'); figure,imshow(X2,map2); %显示效果要好一些 g=rgb2gray(f); %f转换为灰度图像 g1=dither(g);%将灰色图像经过抖动处理，转换打二值图像figure,imshow(g);%显示灰度图像 figure,imshow(g1);%显示抖动处理后的二值图像 程序运行结果：
彩色立方体原图 不采用抖动方式转换到8色索引图像采用抖动方式转换到8色索引图像 灰度图像抖动处理后的二值图像
(2)彩色空间转换 f=imread('D:\Picture\Fig0604(a)(iris).tif'); figure,imshow(f);%f是RGB真彩图像 %转换到NTSC彩色空间 ntsc_image=rgb2ntsc(f); figure,imshow(ntsc_image(:,:,1));%显示亮度信息figure,imshow(ntsc_image(:,:,2));%显示色差信息figure,imshow(ntsc_image(:,:,3));%显示色差信息 %转换到HIS彩色空间 hsi_image=rgb2hsi(f); figure,imshow(hsi_image(:,:,1));%显示色度信息figure,imshow(hsi_image(:,:,2)); %显示饱和度信息figure,imshow(hsi_image(:,:,3));%显示亮度信息 程序运行结果： 原图 转换到NTSC彩色空间
北京邮电大学世纪学院 实验、实习、课程设计报告撰写格式与要求 （试行） 一、实验报告格式要求 1、有实验教学手册，按手册要求填写，若无则采用统一实验报告封面。 2、报告一律用钢笔书写或打印，打印要求用A4纸；页边距要求如下：页边距上下各为2.5厘米，左右边距各为2.5厘米；行间距取固定值（设置值为20磅）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）。 3、统一采用国家标准所规定的单位与符号，要求文字书写工整，不得潦草；作图规范，不得随手勾画。 4、实验报告中的实验原始记录，须经实验指导教师签字或登记。 二、实习报告、课程设计报告格式要求 1、采用统一的封面。 2、根据教学大纲的要求手写或打印，手写一律用钢笔书写，统一采用国家标准所规定的单位与符号，要求文字书写工整，不得潦草；作图规范，不得随手勾画。打印要求用A4纸；页边距要求如下：页边距上下各为2.5厘米，左右边距各为2.5厘米；行间距取固定值（设置值为20磅）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）。 三、报告内容要求 1、实验报告内容包括：实验目的、实验原理、实验仪器设备、实验操作过程、原始数据、实验结果分析、实验心得等方面内容。 2、实习报告内容包括：实习题目、实习任务与要求、实习具体实施情况（附上图表、原始数据等）、实习个人总结等内容。 3、课程设计报告或说明书内容包括：课程设计任务与要求、总体方案、方案设计与分析、所需仪器设备与元器件、设计实现与调试、收获体会、参考资料等方面内容。 北京邮电大学世纪学院 教务处 2009-8
实验报告 课程名称计算机绘图（CAD） 实验项目AutoCAD二维绘图实验 专业班级 姓名学号 指导教师实验成绩 2016年11月日
棒框仪实验报告 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
人机工程学 报告书 姓名：董思洋 班级：工业设计10-3班学号： 二零一二年
棒框仪实验指导书 陈亚明编 艺术与设计学院 二0一二年二月
棒框仪实验 一、实验目的 本仪器可测量一个倾斜的框对判断一根棒的垂直性影响的程度。被试的判断受倾斜的框的影响，相当于周围环境条件变化的影响，所以此 本仪器可以通过被试的认知方式来测量人格特性。 二、实验方法 两人一组，正确使用棒框仪进行测量： 1、一个放在平台上的观察筒被试观察面为圆白背景面板上有一个黑色正方形框和黑色棒。棒的倾斜度可由被试通过旋钮调节。 2、主试面有一个半圆形的刻度，圆弧内指针指示框的倾斜度，中央指针指示棒的倾斜度。主试调节面板上旋钮改变框与棒的倾斜度。 3、在平台上有一个水平仪，可通过旋转平台下面的螺丝将平台调整到水平的位置。此棒框仪的优点在于没有电源的条件下可以使用。 三、测量器具 人体形体测量尺350×165×215mm的棒框仪 四、实验内容 （1）将平台调到水平位置。 （2）根据实验的要求，主试将框和棒调到在一定的倾斜度。 （3）要求被试通过观察筒进行观察，并根据自己感觉将棒调整得与地面垂直。（4）从刻度上读出的棒的倾斜度，即记录下误差的度数和方向。 （5）主试调节不同的方框的倾斜度，即不同的场条件下，重复实验。由被试调整出的棒倾斜度总结出框对棒的影响，从而研究被试的场依存性。 五、实验要求 1.每位同学都要参与测量、被测量过程； 2.记录数据以度为单位 3.测量数据要准确，测量精确；
《数字图像处理》 实验报告 学院：信息工程学院 专业：电子信息工程 学号： 姓名： 2015年6月18日
目录 实验一图像的读取、存储和显示 (2) 实验二图像直方图分析 (6) 实验三图像的滤波及增强 (15) 实验四噪声图像的复原 (19) 实验五图像的分割与边缘提取 (23) 附录1MATLAB简介 (27)
实验一图像的读取、存储和显示 一、实验目的与要求 1．熟悉及掌握在MATLAB中能够处理哪些格式图像。 2．熟练掌握在MATLAB中如何读取图像。 3．掌握如何利用MATLAB来获取图像的大小、颜色、高度、宽度等等相关信息。 4．掌握如何在MATLAB中按照指定要求存储一幅图像的方法。 5．图像的显示。 二、实验原理 一幅图像可以被定义为一个二维函数f(x,y),其中x和y是空间(平面)坐标，f 在任何坐标处(x,y)处的振幅称为图像在该点的亮度。灰度是用来表示黑白图像亮度的一个术语，而彩色图像是由单个二维图像组合形成的。例如，在RGB彩色系统中，一幅彩色图像是由三幅独立的分量图像(红、绿、蓝)组成的。因此，许多为黑白图像处理开发的技术适用于彩色图像处理，方法是分别处理三副独立的分量图像即可。图像关于x和y坐标以及振幅连续。要将这样的一幅图像转化为数字形式，就要求数字化坐标和振幅。将坐标值数字化成为取样；将振幅数字化成为量化。采样和量化的过程如图1所示。因此，当f的x、y分量和振幅都是有限且离散的量时，称该图像为数字图像。 三、实验设备 (1) PC计算机 (2) MatLab软件/语言包括图像处理工具箱(Image Processing Toolbox) (3) 实验所需要的图片 四、实验内容及步骤 1．利用imread( )函数读取一幅图像，假设其名为flower.tif，存入一个数组中； 2．利用whos 命令提取该读入图像flower.tif的基本信息； 3．利用imshow()函数来显示这幅图像； 4．利用imfinfo函数来获取图像文件的压缩，颜色等等其他的详细信息； 5．利用imwrite()函数来压缩这幅图象，将其保存为一幅压缩了像素的jpg文件设为flower.jpg语法：imwrite(原图像，新图像，‘quality’,q), q取0-100。 6．同样利用imwrite()函数将最初读入的tif图象另存为一幅bmp图像，设为flower.bmp。 7．用imread()读入图像：Lenna.jpg 和camema.jpg； 8．用imfinfo()获取图像Lenna.jpg和camema.jpg 的大小；
《流体力学》课程实验指导书袁守利编 汽车工程学院 2005年9月
前言 1.实验总体目标、任务与要求 1)学生在学习了《流体力学》基本理论的基础上，通过伯努利方程实验、动量方程实 验，实现对基本理论的验证。 2）通过实验，使学生对水柱（水银柱）、U型压差计、毕托管、孔板流量计、文丘里流量计等流体力学常用的测压、测流量装置的结构、原理和使用有基本认识。 2.适用专业 热能与动力工程 3.先修课程 《流体力学》相关章节。 4.实验项目与学时分配 5. 实验改革与特色 根据实验内容和现有实验条件，在实验过程中，采取学生自己动手和教师演示相结合的方法，力求达到较好的实验效果。
实验一伯努利方程实验 1．观察流体流经实验管段时的能量转化关系，了解特定截面上的总水头、测压管水头、压强水头、速度水头和位置水头间的关系，从而加深对伯努利方程的理解和认识。 2．掌握各种水头的测试方法和压强的测试方法。 3．掌握流量、流速的测量方法，了解毕托管测速的原理。 二、实验条件 伯努利方程实验仪 三、实验原理 1．实验装置： 图一伯努利方程实验台 1.水箱及潜水泵 2.上水管 3.电源 4.溢流管 5.整流栅 6.溢流板 7.定压水箱 8.实验 细管9. 实验粗管10.测压管11.调节阀12.接水箱13.量杯14回水管15.实验桌 2.工作原理 定压水箱7靠溢流来维持其恒定的水位，在水箱下部装接水平放置的实验细管8，水经实验细管以恒定流流出，并通过调节阀11调节其出水流量。通过布置在实验管四个截面上的四组测压孔及测压管，可以测量到相应截面上的各种水头的大小，从而可以分析管路中恒定流动的各种能量形式、大小及相互转化关系。各个测量截面上的一组测压管都相当于一组毕托管，所以也可以用来测管中某点的流速。 电测流量装置由回水箱、计量水箱和电测流量装置（由浮子、光栅计量尺和光电子
《ACCESS2010数据库技术及应用》 实验指导（3） 学号： 姓名： 班级： 专业：
实验三窗体 实验类型：验证性实验课时： 4 学时指导教师： 时间：201 年月日课次：第节教学周次：第周 一、实验目的 1. 掌握窗体创建的方法 2. 掌握向窗体中添加控件的方法 3. 掌握窗体的常用属性和常用控件属性的设置 二、实验内容和要求 1. 创建窗体 2. 修改窗体，添加控件，设置窗体及常用控件属性 三、实验步骤 案例一：创建窗体 1.使用“窗体”按钮创建“成绩”窗体。 操作步骤如下： （1）打开“教学管理.accdb”数据库，在导航窗格中，选择作为窗体的数据源“教师”表，在功能区“创建”选项卡的“窗体”组，单击“窗体”按钮，窗体立即创建完成，并以布局视图显示，如图3-1所示。 （2）在快捷工具栏，单击“保存”按钮，在弹出的“另存为”对话框中输入窗体的名称“教师”，然后单击“确定”按钮。 图3-1布局视图 2．使用“自动创建窗体”方式 要求：在“教学管理.accdb”数据库中创建一个“纵栏式”窗体，用于显示“教师”表中的信息。 操作步骤： （1）打开“教学管理.accdb”数据库，在导航窗格中，选择作为窗体的数据源“教师”表，在功能区“创建”选项卡的“窗体”组，单击“窗体向导”按钮。如图3-2所示。 （2）打开“请确定窗体上使用哪些字”段对话框中，如图3-3 所示。在“表和查询”下拉列表中光图3-2窗体向导按钮
标已经定位在所学要的数据源“教师”表，单击按钮，把该表中全部字段送到“选定字段”窗格中，单击下一步按钮。 （3）在打开“请确定窗体上使用哪些字”段对话框中，选择“纵栏式”，如图3-4所示。单击下一步按钮。 （4）在打开“请确定窗体上使用哪些字”段对话框中，输入窗体标题“教师”，选取默认设置：“打开窗体查看或输入信息”，单击“完成”按钮，如图3-5所示。 （5）这时打开窗体视图，看到了所创建窗体的效果，如图3-6所示。 图3-3“请确定窗体上使用哪些字”段对话框 图3-4“请确定窗体使用的布局”段对话框中
安全人机工程学 实 验 报 告 书 姓名：程洁 班级：安工1101 学号：201107420105 时间： 2013 年 12 月 31日
目录 实验一手指灵活性测试实验 (1) 实验二动作稳定性实验 (3) 实验三双手协调能力测试 (8) 实验四暗适应实验 (10) 实验五速度知觉测试实验 (13) 实验六明度实验 (17) 实验七反应时运动时测定实验 (18) 实验八深度知觉测定实验 (21) 实验九亮点闪烁仪实验 (25)
实验一手指灵活性测试实验 一、实验目的 手指灵活性测试是测定手指尖、手、手腕、手臂的灵活性，也可测定手和眼的协调能力。 本实验的要求为： 1. 学习和熟悉手指灵活性测试仪的用法； 2. 了解人的手指灵活性及其个体差异性。 二、实验仪器 EP707A 手指灵活性测试仪 （一）主要技术指标 1. 手指灵活性测试100孔（直径1.6mm），各孔中心距20mm； 2. 指尖灵活性测试M6、M5、M4、M3螺钉各25个 3. 计时范围0～9999.99秒 4. 电源电压AC220V/50HZ （二）仪器 1. 结构图 图1 手指灵活性测试仪
2. 记时器：1ms～9999 S，4位数字显示，内藏式整体结构 3. 金属插棒：直径1.5mm，长度20mm，110个 4. 实验用镊子：1把 三、实验步骤 1. 手指灵活性测试（插孔插板） 接上电源，打开电源开关，此时计时器显示为0000.00，然后插上手指灵活性插板，按复位键被试即可进行测试，当被试用镊子钳住?1.5mm插针插入起点时，计时器开始计时，然后依次用镊子（从左到右，从上到下）钳住?1.5mm插针插满100个孔至终点时计时器停止计时，此时计时器显示时间为被试做完这一实验所用总时间。 当测试第二次实验时只要按下复位键计时器全部复位，即可反复测试。 2. 手指尖灵活性测试（螺栓插板） 接上电源打开电源开关，此时计时器显示为0000.00，然后插上指尖灵活性插板（装有M6、M5、M4、M3螺栓各25个），按复位键被试即可进行测试，当被试放入起始点第一个M6垫圈起，计时器开始计时，然后拧上螺母，依次操作至终点最后一个M3垫圈时，计时器停止计时时，然后拧上螺母，此时计时器显示时间为被试做完这一实验所用总时间。 当测试第二次实验时只要按下复位键计时器全部复位，即可反复测试。 四、实验数据及报告 1. 数据记录 2. 数据分析 比较从左到右和从右到左这两种情况手指或手指尖的灵活性。 从自身实验数据来看，从右到左的手指灵活性要比从左到右的灵活性高。
数字图像处理—实验一 一．实验内容： 图像灰度变换 二．实验目的： 学会用Matlab软件对图像灰度进行变换；感受各种不同的灰度变换方法对最终图像效果的影响。 三．实验步骤： 1．获取实验用图像：rice.jpg. 使用imread函数将图像读入Matlab。 程序： clc;clear; figure; subplot(4,4,1); i = imread('rice.png'); i = im2double(i); imshow(i);title('1'); 2．产生灰度变换函数T1，使得： 0.3r r < 0.35 s = 0.105 + 2.6333(r – 0.35) 0.35 ≤r ≤0.65
1 + 0.3(r – 1) r > 0.65 用T1对原图像rice.jpg进行处理，使用imwrite函数保存处理后的新图像。程序： subplot(4,4,2); r=[0:0.001:1]; s=[r<0.35].*r*0.3+[r<=0.65].*[r>=0.35].*(0.105+2.6333*(r-0.35))+[r>0.65].*(1 +0.3*(r-1)); plot(r,s);title('2p'); subplot(4,4,3); T1=[i<0.35].*i*0.3+[i<=0.65].*[i>=0.35].*(0.105+2.6333*(i-0.35))+[i>0.65].*( 1+0.3*(i-1)); imshow(T1);title('2i'); imwrite(T1,'rice_T1.jpg','jpg');
3．产生灰度变换函数T2，使得： 用T2对原图像rice.jpg进行处理，使用imwrite保存处理后的新图像。 %3 subplot(4,4,4); r = [0:0.001:1];
CENTRAL SOUTH UNIVERSITY 题目利用Matlab模拟点电荷电场的分布姓名xxxx 学号xxxxxxxxxx 班级电气xxxx班 任课老师xxxx 实验日期2010-10
电磁场理论 实验一 ——利用Matlab 模拟点电荷电场的分布 一．实验目的： 1．熟悉单个点电荷及一对点电荷的电场分布情况； 2．学会使用Matlab 进行数值计算，并绘出相应的图形； 二．实验原理： 根据库伦定律：在真空中，两个静止点电荷之间的作用力与这两个电荷的电量乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向在两个电荷的连线上，两电荷同号为斥力，异号为吸力，它们之间的力F 满足： R R Q Q k F ? 212 = (式1) 由电场强度E 的定义可知： R R kQ E ? 2 = (式2) 对于点电荷，根据场论基础中的定义，有势场E 的势函数为 R kQ U = (式3) 而 U E -?= (式4) 在Matlab 中，由以上公式算出各点的电势U ，电场强度E 后，可以用Matlab 自带的库函数绘出相应电荷的电场分布情况。 三．实验内容： 1. 单个点电荷 点电荷的平面电力线和等势线 真空中点电荷的场强大小是E=kq /r^2 ,其中k 为静电力恒量, q 为电量, r 为点电荷到场点P(x,y)的距离。电场呈球对称分布, 取电量q> 0, 电力线是以电荷为起点的射线簇。以无穷远处为零势点, 点电荷的电势为U=kq /r,当U 取
常数时, 此式就是等势面方程.等势面是以电荷为中心以r 为半径的球面。 平面电力线的画法 在平面上, 电力线是等角分布的射线簇, 用MATLAB 画射线簇很简单。取射线的半径为( 都取国际制单位) r0=, 不同的角度用向量表示( 单位为弧度) th=linspace(0,2*pi,13)。射线簇的终点的直角坐标为: [x,y]=pol2cart(th,r0)。插入x 的起始坐标x=[x; *x].同样插入y 的起始坐标, y=[y; *y], x 和y 都是二维数组, 每一列是一条射线的起始和终止坐标。用二维画线命令plot(x,y)就画出所有电力线。 平面等势线的画法 在过电荷的截面上, 等势线就是以电荷为中心的圆簇, 用MATLAB 画等势 线更加简单。静电力常量为k=9e9, 电量可取为q=1e- 9; 最大的等势线的半径应该比射线的半径小一点 r0=。其电势为u0=k8q /r0。如果从外到里取7 条等势线, 最里面的等势线的电势是最外面的3 倍, 那么各条线的电势用向量表示为: u=linspace(1,3,7)*u0。从- r0 到r0 取偶数个点, 例如100 个点, 使最中心点的坐标绕过0, 各点的坐标可用向量表示: x=linspace(- r0,r0,100), 在直角坐标系中可形成网格坐标: [X,Y]=meshgrid(x)。各点到原点的距离为: r=sqrt(X.^2+Y.^2), 在乘方时, 乘方号前面要加点, 表示对变量中的元素进行乘方计算。各点的电势为U=k8q. /r, 在进行除法运算时, 除号前面也要加点, 同样表示对变量中的元素进行除法运算。用等高线命令即可画出等势线 contour(X,Y,U,u), 在画等势线后一般会把电力线擦除, 在画等势线之前插入如下命令hold on 就行了。平面电力线和等势线如图1, 其中插入了标题等等。越靠近点电荷的中心, 电势越高, 电场强度越大, 电力线和等势线也越密。