实验要求 2

实验指导文档：Python图像处理实验

一、实验目的

本实验旨在通过真实图像处理任务，让学生掌握图像的读取、变换、滤镜设计、合成、特征提取等操作技能，提升对图像处理在现实生活中应用场景的理解和解决问题的能力。通过完成本实验，能够： - 使用 Pillow 库加载与处理真实图像； - 实现图像灰度化、滤镜特效、前景提取、背景替换、水印添加等功能； - 理解图像矩阵与像素通道之间的关系。

二、实验环境

Python 3.8+
Pillow 库：pip install pillow
建议使用 Jupyter Notebook、VS Code、PyCharm 编写与运行程序

三、实验数据文件

文件名	用途说明
`cat.jpg`	猫图
`flower.jpg`	花朵背景图
`logo.png`	带透明背景的logo图

四、实验步骤

1. 图像基本处理与初步隐私保护

任务目标：

加载猫图 cat.jpg
将图像转换为灰度图、顺时针旋转90度
模拟“隐私保护”：将猫脸区域模糊处理（可使用 ImageFilter.GaussianBlur()）注：猫脸的区域大约在左上角为(700, 250)，右下角为(1200, 600)所围成的矩形区域中

输出文件：

cat_gray.jpg（灰度图）
cat_rotate.jpg（旋转图）
cat_blur.jpg（猫脸模糊处理图）

2. 模拟社交平台图像滤镜制作

任务目标：

设计以下图像滤镜：
黑白滤镜
柔光滤镜（增加亮度 + 降低对比度）
红色通道增强滤镜
使用 Pillow 实现，并应用于 cat.jpg

输出文件：

cat_bw.jpg（黑白滤镜）
cat_soft.jpg（柔光滤镜）
cat_red.jpg（红色通道滤镜）

3. 背景抠图与背景替换

任务目标：

识别 cat.jpg 中背景区域（不需要特别精确，例如设RGB满足(g > 0 且 r < 150 且 b < 200)的区域为背景）
使用 flower.jpg 替换背景区域，合成新背景

输出文件：

cat_flower_bg.jpg（以花为背景的猫图）

4. 图像水印与版权保护

任务目标：

加载 logo.png，作为图像水印叠加到 cat.jpg 左下角

输出文件：

cat_with_logo.jpg（添加了logo图片的猫图）
cat_with_name_logo.jpg（添加了你姓名作为水印的猫图）

五、实验提交内容

请将以下文件打包提交：

所有 .py 实验代码文件（也可附在报告后面）
所有生成的处理后图像文件（也可附在报告对应位置中，共9个输出图片）
实验报告（使用模板填写）

六、注意事项

针对特殊区域图像进行处理的任务，如猫头模糊、背景替换等，不需要特别精确，但如果能处理的足够精确，可酌情加分
实验报告参考报告模板撰写，并将word格式的报告发到老师邮箱：zongchang@zust.edu.cn（报告文件名格式：姓名_学号_报告2）