实现简单的数字图像处理

歌者文明清理员

很高兴为您解答这个问题。以下是您需要的答案：

①常见格式图像的读写（灰度图)

在C / C ++中，可以使用OpenCV库中的函数来读取和写入图像。下面是一个示例代码片段：

```c++

1. #include <opencv2/opencv.hpp>
   
2. #include <iostream>
   
3. 
   
4. using namespace cv;
   
5. using namespace std;
   
6. 
   
7. int main() {
   
8.     // 读取灰度图像
   
9.     Mat img = imread("image.jpg", IMREAD_GRAYSCALE);
   
10. 
    
11.     // 显示图像
    
12.     imshow("Image", img);
    
13. 
    
14.     // 写入灰度图像
    
15.     imwrite("gray_image.jpg", img);
    
16. 
    
17.     waitKey(0);
    
18.     return 0;
    
19. }

复制代码

```

②设计平滑算子和锐化算子

· 平滑算子

平滑算子也称为低通滤波器，其目的是用于去除图像中的噪点并模糊图像。平滑算子的最常见的形式是卷积核，它是一个定义了权重的小矩阵。常见的平滑算子有均值滤波器、高斯滤波器等。

· 锐化算子

锐化算子也称为高通滤波器，其目的是增强图像的边缘和细节，使图像更加清晰。锐化算子是一种特殊的卷积核，可以通过拉普拉斯算子、Sobel算子、Prewitt算子等来实现。


③实现平滑操作和锐化操作

· 平滑操作

以下是一个简单的均值滤波器的C ++代码：

1. Mat smooth_image(Mat img) {
   
2.     int kernel_size = 5;
   
3.     Mat output;
   
4. 
   
5.     Mat kernel = Mat::ones(kernel_size, kernel_size, CV_32F) / (float)(kernel_size * kernel_size);
   
6. 
   
7.     filter2D(img, output, -1, kernel);
   
8. 
   
9.     return output;
   
10. }

复制代码

· 锐化操作

以下是一个拉普拉斯算子的C ++代码：

1. Mat sharpen_image(Mat img) {
   
2.     Mat output;
   
3. 
   
4.     Mat kernel = (Mat_<float>(3, 3) <<
   
5.         0, -1, 0,
   
6.         -1, 5, -1,
   
7.         0, -1, 0);
   
8. 
   
9.     filter2D(img, output, -1, kernel);
   
10. 
    
11.     return output;
    
12. }

复制代码

④观察处理后图像的变化，分析算子的作用

通过应用以上的平滑算子和锐化算子，我们可以观察到图像的变化。

• 平滑算子的作用
  
  平滑算子可以去除图像中的噪点并模糊图像，这对于一些图像处理任务是非常重要的。不过在使用平滑算子时需要注意，如果卷积核太大或者权重分布不合理会导致图像过度模糊。
  
• 锐化算子的作用
  锐化算子可以增强图像的边缘和细节，使图像更加清晰。但是需要注意，在使用锐化算子时可能会导致图像出现过度增强的情况，因此需要谨慎调整卷积核的大小和权重。