基于matlab的數字圖像處理_畢業設計論文-wenkub.com

　 　

【正文】 分別為增強前后的圖像。 (2) 頻域 方法 頻率域處理技術是以修改圖像的傅里葉變換為基礎的，也就是將原來的圖像空間中的圖像以某種形式轉換到其他空間中，然后利用該空間的特有性質方便地進行圖像處理，最后再轉換回原來的圖像空間中，從而得到處理后的圖像。圖像增強算法的 應用是有針對性的，并不存在通用的增強算法。 I2=imdilate(I,SE)。 I=im2bw(I1)。 MATLAB 邊緣提取程序代碼如下： clear all。特征提取包括計算圖像面積、歐拉數計算、移除對象、區域填充。 imshow(I2)。)。 運行程序，得到如圖 44： 安徽工業大學 畢業設計（論文）說明書 ……………………………………………………裝………………訂………………線…………………………………………………………………… 第 17 頁 共 41 頁 50 100 150 200 250 300 3505010015020025030050 100 150 200 250 300 35050100150200250300 (1) 二值圖像 (2) 加入椒鹽噪聲的圖像 50 100 150 200 250 300 3505010015020025030050 100 150 200 250 300 35050100150200250300 (3) 開運算所得圖像 (4) 再閉運算所得圖像 圖 44 噪聲濾除 邊緣提取 集合 A 的邊界表示為 f(A)，它可以通過先由 B 對 A 進行腐蝕，然后用 A 減去腐蝕后的圖像得到邊緣，即式 (45)： ? ? ? ?BAAAf ??? (45) 其中， B 是一個適當的結構元素。 figure。 figure。)。 pepper39。 I2=im2bw(I1)。)可 以對 I 圖像進行形態閉運算。 MATLAB 中還提供了預定義的形態函數 bwmorph，利用 bwmorph(I,39。開啟運算可以把結構元素小的突刺濾掉，切斷細長搭接而起到分離作用。 二值分析進行圖像處理綜合應用 噪聲濾除 將開啟運算和閉合運算結合起來可構成噪聲濾除器。 figure。,11)。39。平移后的 B 與 A 的背景并不疊加。 figure。,11,90)。39。 在 MATLAB中利用 imdilate函數來實現膨脹操作。其定義為： ?????? ??????? ????????? ?ABxBAx ? (43) 其中 ?B 表示集合 B 的反射，xB??????? 表示對 B 的反射進行位移 x。 （ 2）腐蝕（ Erosion）運算：定義為 A? B。 J=im2bw(I)。 二值圖像的實現 二值 圖像操作只返回與二值圖像的形式或結構有關的信息，如果希望對其他類型的圖像進行同樣的操作，則首先要將其轉換為二進制的圖像格式，可以通過調用MATLAB 提供的 im2bw（）來實現，方法如下 ： MATLAB 程序代碼： I=imread(39。 二值圖像一般用來描述文字或者圖形，它的特點： （ 1） 優點：占用空間少， 更容易識別出圖像的結構特征。圖像邊緣對圖像識別和計算機分析十分有用，在 MATLAB 中，函數 edge()用于灰度圖像邊緣的提取，它支持六種不同的邊緣提取方法，即 Sobel 方安徽工業大學 畢業設計（論文）說明書 ……………………………………………………裝………………訂………………線…………………………………………………………………… 第 12 頁 共 41 頁 法、 Prewitt 方法、 Robert 方法， Laplacian2Gaussian 方法、過零點方法和 Canny方法 [15]。 ⑥ 使用 warp 函數將圖像作為紋理進行映射。 ② 使用 imfinfo 用于圖像文件信息查詢。針對圖像的統計計算 MATLAB 提供了校正、直方圖均衡、中值濾波、對比度調整、自適應濾波等對圖像進行的處理。例如， conv2(I， J)實現了 I， J兩幅圖像的卷積。 （ 1） 圖像文件格式的讀寫和顯示。由于MATLAB 的程序不用 編譯等預處理，也不生成可執行文件，程序為解釋執行，所以速度較慢 [14]。 安徽工業大學 畢業設計（論文）說明書 ……………………………………………………裝………………訂………………線…………………………………………………………………… 第 11 頁 共 41 頁 (2) 該軟件提供了大量的內部函數，讓用戶在使用時非常方便，此外，日益龐大的 Toolbox 更是讓該軟件的應用領域越來越廣泛。 （ 3） 地圖工具箱 (Mapping Toolbox) 它與 MATLAB 組合起來提供了一個完整的分析和顯示地理信息的環境，利用該工具箱提供的函數，工程師可以用來分析地理數據，進行地圖顯示，調用外部地圖數據源。功能工具包用來擴充 MATLAB 的符號計算，可視化建模仿真，文字處理及實時控制等功能。 MATLAB 是 MATrix LABoratory（“矩陣實驗室”）的縮寫，不僅具備完善的科學計算功能，而且能勝任眾多專業領域的仿真和設計任務，甚至能自動生成直接與硬件關聯的代碼，在圖像處理、系統仿真、數字信號處理、自動控制等領域都有著廣泛的應用。在歐美等高校， MATLAB 已經成為線性代數、自動控制理論、數理統計、數字信號處理、時間序列分析、動態系統仿真等高級課程的基本教學工具；成為攻讀學位的大安徽工業大學 畢業設計（論文）說明書 ……………………………………………………裝………………訂………………線…………………………………………………………………… 第 10 頁 共 41 頁 學生、碩士生、博士生必須掌握的基本技能。 MATLAB的出 現，為各國科學家開發學科軟件提供了新的基礎。 MathWorks公司順應多功能需求之潮流，在其卓越數值計算和圖示能力的基礎上，又率先在專業水平上開拓了其符號計算、文字處理、可視化建模和實時控制能力，開發了適合多學科、多部門要求的新一代科技應用軟件 MATLAB。這一代的MATLAB語言同時具備了數值計 算和數據圖示化的功能。在以后的數年里， MATLAB 在多所大學里作為教學輔助軟件使用，并作為面向大眾的免費軟件廣為流傳。 EISPACK 是特征值求解的FORTRAN 程序庫， LINPACK 是解線性方程的程序庫。 (7) PNG（ Portable Network Graphics）：包括 1 位、 2 位、 4 位、 8 位和 16 位灰度圖像， 8位和 16 位索引圖像， 24位和 48 位真彩色圖像。可處理 1， 4， 8， 16， 24 位等圖像數據。 GIF 格式的另一個特點是其在一個 GIF 文件中可以存多幅彩色 圖像 ，如果把存于一個文件中的多幅 圖像數據 逐幅讀出并顯示到 屏幕 上，就可構成一種最簡單的動畫。 GIF 文件的數據，是一種基于 LZW算法 的連續色調的無損 壓縮格式 。有 1， 4， 8， 24 位非壓縮圖像， 8 位 RLE（ Runlength Encoded ）圖像。且它支持單色到 32 位真彩色模式的所有 圖像。 JPEG 是一種有損壓縮格式，能夠將圖像壓縮在很小的存儲空間內。與索引圖像不同的是，這些亮度值直接存在圖像數組中，而不是存放在顏色圖中。 圖像矩陣與顏色圖的關系依賴于圖像矩陣是雙精度型還是 uint8（無符號 8 位整型）類型。 彩色圖像轉化為灰度圖像公 式： Y=++ (24) （ 3）索引圖像 索引圖像包括圖像矩陣與顏色圖數組，其中，顏色圖是按圖像中顏色值進行排序后的數組。在圖像處理工具箱中，任何一個返回二進制圖像的函數都是以 uint8類型邏輯數組來返回的。 MATLAB 中有四種基本的圖像類型： （ 1）二值圖像（二進制圖像） 二值圖像也叫黑白圖像，就是圖像像素只存在 0、 1 兩個值。隨后美國 發射了海洋衛星、氣象衛星和軍用衛星，從而獲取了大量遙感資料。 （ 3）工業應用 CAD 和 CAM 技術用于模具、零件制造、服裝、印染業；零件、產品無損檢測，焊縫及內部缺陷檢查；交通管制、機場監控；火車車皮識別等。近年來計算機識別、理解圖像的技術發展很快，也就是圖像處理的目的除了直接供人觀看（如醫學圖像是為醫生觀看作診斷）外，還進一步發展了與計算機視覺有關的應用，如郵件自動分檢，車輛自動駕駛等。減少數據量的基本原理是出去其中的冗余數據。 （ 7）圖像復原（恢復） 由于設備造成的掃描線漏失、錯位等各種原因不可避免造成圖像質量的下降（退化）。 （ 5）圖像形態學處理 圖像形態學由一組形態學代數算子組成，最基本的形態學代數算子包括腐蝕、膨脹、開運算、閉運算等，通過組合應用這些算子，可以實現對圖像形狀、結構的分析和處理。圖像分割算法一般基于亮度值的兩個基本特性之一：不連續性和相似性。空域處理是直接對圖像進行處理，而頻域處理則是在圖像的某個變化域內，對圖像的變換系數進行運算，然后通過逆變換獲得圖像增強效果。 （ 2） 幾何變換 幾何運算用于改變圖像中像素與像素之間的空間位置關系，從而改變圖像的空間結構，達到處理圖像的目的。當我們對灰度級圖像進行邏輯操作時，像素值作為一個二進制的字符串來處理。其中，數字圖像處理包括：算術 /邏輯操作和幾何運算、圖像 增強、圖像分割、圖像形態學處理、模式識別、圖像復原、圖像壓縮等內容。 數字圖像處理的基本內容 基本概念 數字圖像處理 (Digital Image Processing)是通過計算機對圖像進行去除噪聲、增強、復原、分割、提取特征等處理的方法和技術。隨著 N和 m的增加，計算機所需要的存儲量也隨之迅速增加。非均勻量化是依據一幅圖像具體的灰度值分布的概率密度函數，按總的量化誤差的最小的原則來進行量化。 量化的方法有： (1) 分層量化（ Hierarchical quantization） (2) 均勻量化（ Uniform quantization） (3) 非均勻量化（ Nonuniform quantization） 分層量化是把每一個離散樣本的連續灰度值分成有限多的層次。像素的值，是指白色 灰色 黑色的濃淡值，有時候也指光的強度（亮度）值或灰度值。 通過采樣，如設橫向的像素數為 M，縱向的像素數為 N，則畫面的大小可以表示為“ M*N”個像素。 圖像基本上是在二維平面上連續分布的信息形式要把它輸入到計算機中，首先要把二維信號變成一維信號，因此要進行掃描 (scanning)。 圖像的數字化包括采樣和量化兩個過程。 安徽工業大學 畢業設計（論文）說明書 ……………………………………………………裝………………訂………………線…………………………………………………………………… 第 3 頁 共 41 頁 第 2 章 數字圖像處理的簡介 圖像的數字化過程 圖像的數字化過程就是在計算機內生成一個二維矩陣的過程。 第四章 介紹了二值圖像操作原理及利用 MATLAB 實現二值圖像操作。 課題內容安排 本文主要以 MATLAB 為工具來實現數字圖像的處理。人們已開始研究如何用計算機系統解釋圖像，實現類似人類視覺系統理解外部世界，