基于matlab的数字图像处理毕业设计论文.docx

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1、基于mat1ab的数字图像处理毕业设计论文一摘要数字图像处理是一门新兴技术随着计算机硬件的发展数字图像的实时处理己经成为可能由于数字图像处理的各种算法的出现使得其处理速度越来越快能更好的为人们服务数字图像处理是一种通过计算机采用一定的算法对图形图像进行处理的技术数字图像处理技术已经在各个领域上都有了比较广泛的应用图像处理的信息量很大对处理速度的要求也比较高MAT1AB强大的运算和图形展示功能使图像处理变得更加的简单和直观本文介绍了MAT1AB语言的特点基于MAT1AB的数字图像处理环境介绍了如何利用MAT1AB及其图像处理工具箱进行数字图像处理并通过一些例子来说明利用MAT1AB图像处理工具箱

2、进行图像处理的方法主要论述了利用MAT1AB实现图像增强二值图像分析等图像处理关键词MAT1AB数字图像处理图像增强AbstractDigita1imageprocessingisanemergingtechno1ogywiththedeve1opmentofcomputerhardwarerea1-timedigita1imageprocessinghasbecomepossib1eduetodigita1imageprocessinga1gorithmstoappearmakingitfasterandfasterprocessingspeedbetterforPeop1eservices

3、Digita1imageprocessingisusedbysomea1gorithmscomputergraphicsimageprocessingtechno1ogyDigita1imageprocessingtechno1ogyhasbeeninvariousareashaveare1ative1ywiderangeofapp1icationsImageprocessing1argeamountofinformationontheprocessingspeedrequirementisre1ative1yhighMAT1ABpowerfu1computingandgraphicsdisp

4、1aycapabi1itiessothatimageprocessingbecomesmoresimp1eandintuitiveThispaperintroducescharacteristicsofMAT1AB1anguageandthisMAT1AB-baseddigita1imageprocessingenvironmentdescribeshowtousetheMAT1ABImageProcessingToo1boxforitsdigita1imageprocessingandthroughsomeexamp1estoi11ustratetheuseofMAT1ABImageProc

5、essingToo1boxforimageprocessingmethodMain1ydiscussestheuseofMAT1ABforimageenhancement2-numericimageandotherimageprocessingtechno1ogiesKeywordsMAT1ABdigita1imageprocessingimageenhancement2-numericimage1绪论111课题研究目的及意义112国内外研究现状213本课题研究工作与结构安排32数字图像处理的简介421什么是数字图像422数字图像处理概述6com基本概念6com研究内容6com基本特点8com

6、主要应用923图像处理文件格式10comMAT1AB图像文件格式10com图像类型113MAT1AB基本知识介绍1331MAT1AB的概述1332MAT1AB产生的历史背景1333MAT1AB语言的特点1534MAT1AB在图像处理中的应用174图像增强1941空域变换增强19com增强对比度19com图像求反2142空域滤波增强23com基本原理23com线性平滑滤波器24com非线性平滑滤波器25com线性锐化滤波器2643频域增强28com基本原理28com低通滤波29com高通滤波305二值图像分析3351引言3352二值形态学的基本运算34com膨胀34com腐蚀3553二值分析进行

7、图像处理综合应用36com噪声滤除36com边界提取386总结与展望4161总结4162展望41致谢42参考文献431绪论本章简略介绍课题的研究目的及意义该课题国内外研究现状以及论文内容安排等11课题研究目的及意义数字图像处理Digita1ImagePrOCeSSing就是利用数字计算机或者其他数字硬件对从图像信息转换而得到的电信号进行某些数学运算以提高图像的实用性例如从卫星图片中提取目标物的特征参数三维立体断层图像的重建等总的来说数字图像处理包括点运算几何处理图像增强图像复原图像形态学处理图像编码图像重建模式识别等由于计算机处理能力的不断增强数字图像处理学科在飞速发展的同时也越来越广泛地向许

8、多其他学科快速交叉渗透使得图像作为信息获取以及信息的利用等方面也变得越来越重要目前数字图像处理的应用越来越广泛已经渗透到工业医疗保健航空航天军事等各个领域在国民经济中发挥越来越大的作用MathWorks公司推出的MAT1AB软件是学习数理知识的好帮手应用MAT1AB友好的界面和丰富实用高效的指令及模块可以使人较快地认识理解图像处理的相关概念逐步掌握图像信号处理的基本方法进而能够解决相关的工程和科研中的问题图像是人类获取和交换信息的主要来源因此图像处理的应用领域必然涉及到人类生活和工作的方方面面随着人类活动范围的不断扩大图像处理的应用领域也将随之不断扩大已在国家安全经济发展日常生活中充当越来越重

9、要的角色对国计民生的作用不可低估数字图像处理最早出现于20世纪50年代当时的电子计算机已经发展到一定水平人们开始利用计算机来处理图形和图像信息数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期早期的图像处理的目的是改善图像的质量它以人为对象以改善人的视觉效果为目的图像处理中输入的是质量低的图像输出的是改善质量后的图像常用的图像处理方法有图像增强复原编码压缩等首次获得实际成功应用的是美国喷气推进实验室JP1他们对航天探测器徘徊者7号在1964年发回的几千张月球照片使用了图像处理技术如几何校正灰度变换去除噪声等方法进行处理并考虑了太阳位置和月球环境的影响由计算机成功地绘制出月球表面地图获得了巨

10、大的成功随后又对探测飞船发回的近十万张照片进行更为复杂的图像处理以致获得了月球的地形图彩色图及全景镶嵌图获得了非凡的成果为人类登月创举奠定了坚实的基础也推动了数字图像处理这门学科的诞生在以后的宇航空间技术如对火星土星等星球的探测研究中数字图像处理技术都发挥了巨大的作用数字图像处理取得的另一个巨大成就是在医学上获得的成果1972年英国EMI公司工程师Housfie1d发明了用于头颅诊断的X射线计算机断层摄影装置也就是我们通常所说的CTComputerTomographCT的基本方法是根据人的头部截面的投影经计算机处理来重建截面图像称为图像重建1975年EM1公司又成功研制出全身用的CT装置获得了

11、人体各个部位鲜明清晰的断层图像1979年这项无损伤诊断技术获得了诺贝尔奖说明它对人类作出了划时代的贡献与此同时图像处理技术在许多应用领域受到广泛重视并取得了重大的开拓性成就属于这些领域的有航空航天生物医学工程工业检测机器人视觉公安司法军事制导文化艺术等使图像处理成为一门引人注目前景远大的新型学科随着图像处理技术的深入发展从70年代中期开始随着计算机技术和人工智能思维科学研究的迅速发展数字图像处理向更高更深层次发展人们已开始研究如何用计算机系统解释图像实现类似人类视觉系统理解外部世界这被称为图像理解或计算机视觉很多国家特别是发达国家投入更多的人力物力到这项研究取得了不少重要的研究成果其中代表性的

12、成果是70年代末MIT的Marr提出的视觉计算理论这个理论成为计算机视觉领域其后十多年的主导思想图像理解虽然在理论方法研究上已取得不小的进展但它本身是一个比较难的研究领域存在不少困难因人类本身对自己的视觉过程还了解甚少因此计算机视觉是一个有待人们进一步N和灰度级的级数K在数字图像处理中一般都取成2的整数幕即2122一幅数字图像在计算机中所占的二进制存储位数b为23例如灰度级为256级n)8的512X512的一幅数字图像需要大约210万个存储位随着N和m的增加计算机所需要的存储量也随之迅速增加由于数字图像是连续图像的近似从图像数字化的过程可以看到N值以及量化的级数K或m值N和K的值越大图像越清晰

13、22数字图像处理概述com基本概念数字图像处理Digita1ImageProcessing是通过计算机对图像进行去除噪声增强复原分割提取特征等处理的方法和技术数字图像处理的产生和迅速发展主要受三个因素的影响的发展二是数学的发展特别是离散数学理论的创立和完善三是广泛的农牧业林业环境军事工业和医学等方面的应用需求的增长数字图像处理主要研究的内容有以下几个方面计数字滤波存储器轮廓清晰细节噪声图像识别分析基础二维形状描述它有边界描述和区域描述两类方法对于特殊的纹理图像可采用二维纹理特征描述随着图像处理研究的深入发展已经开始进行三维物体描述的研究提出了体积描述表面描述广义圆柱体描述等方法6图像分类识别范

14、畴压缩模式1数字图像处理的信息大多是二维信息处理信息量很大如一幅256X256低分辨率黑白图像要求约64kbit的数据量对高分辨率彩色512X512图像则要求768kbit数据量如果要处理30帧秒的电视图像序列则每秒要求50Okbit225Mbit数据量因此对计算机的计算速度存储容量等要求较高2数字图像处理占用的频带较宽与语言信息相比占用的频带要大几个数量级如电视图像的带宽约56MHZ而语音带宽仅为4kHz左右所以在成像传输存储处理显示等各个环节的实现上技术难度较大成本亦高这就对频带压缩技术提出了更高的要求3数字图像中各个像素是不独立的其相关性大在图像画面上经常有很多像素有相同或接近的灰度就电

15、视画面而言同一行中相邻两个像素或相邻两行间的像素其相关系数可达09以上而相邻两帧之间的相关性比帧内相关性一般说还要大些因此图像处理中信息压缩的潜力很大4由于图像是三维景物的二维投影一幅图象本身不具备复现三维景物的全部几何信息的能力很显然三维景物背后部分信息在二维图像画面上是反映不出来的因此要分析和理解三维景物必须作合适的假定或附加新的测量例如双目图像或多视点图像在理解三维景物时需要知识导引这也是人工智能中正在致力解决的知识工程问题5数字图像处理后的图像一般是给人观察和评价的因此受人的因素影响较大由于人的视觉系统很复杂受环境条件视觉性能人的情绪爱好以及知识状况影响很大作为图像质量的评价还有待进一

16、步深入的研究另一方面计算机视觉是模仿人的视觉人的感知机理必然影响着计算机视觉的研究例如什么是感知的初始基元基元是如何组成的局部与全局感知的关系优先敏感的结构属性和时间特征等这些都是心理学和神经心理学正在着力研究的课题ackbit压缩图像一位CCITT压缩图像等文件内容包括文件头参数指针表与参数域参数数据表和图像数据四部分6XWDXWindowsDump格式18位ZPiXmaPSXYbitnIaPSI位XYPiXmaPS7PNGPortab1eNetworkGraphics格式com图像类型MAT1AB中一幅图像可能包含一个数据矩阵也可能包含一个颜色映射表矩阵MAT1AB中有四种基本的图像类型1索引图像索引图像包括图像矩阵与颜色图数组其中颜色图是按图像中颜色值进行排序后的