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1、图像处理技术的综合应用系 ( 院 )： 机械与控制工程学院 课题名称：图像处理技术的综合应用 专业(方向)： 检测技术 班 级：自动化081班 学号：3080419110学 生： 指导教师： 提交日期： 2011.6.29 目录摘 要31.引言42.图像增强处理技术42.1灰度变换42.2 直方图均衡52.3中值滤波62.4频率域平滑72.5频率域的锐化73.综合运用MATLAB工具箱83.1图像的读取和保存83.2设计图形用户界面93.2.1亮度93.2.2对比度103.2.3图像直方图统计113.2.4直方图均衡113.3设计滤波算法123.4实现图像的分割164. 展望17结论18参考文
2、献18摘 要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。Matlab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。本文基于MATLAB的数字图像处理环境，设计并实现了一个图像处理系统，展示如何通过利用Matlab的工具函数和多种算法实现对图形图像的各种处理。论述了利用设计的系统实现图像像增强、图像变换等图像处理。图像处理的主要任务是，将原图像中的像素灰度分布进行某种变换，以改变图像的信息表现方式（如加深对比度），从而满足特殊的显示（如平面处理）与应用需要。灰
3、度变换是指按照某种算法改变各个像素的灰度值的变换方式。对比度是指投影图像最亮和最暗之间的区域之间的比率，比值越大，从黑到白的渐变层次就越多，从而色彩表现越丰富。图像的单色化就是指将一幅图像中所有像素颜色的R、G 、B值按一定的比例重新计算得到一个新的像素值，从而应用于整幅图像，使其都为一种颜色。关键词：Matlab；数字图像处理；图像变换；图像增强；灰度调整；对比度增强；直方图均衡；局部平滑；中值滤波； 【Abstract】 Digital image processing is a technology that using computer to process images throug
4、h a certain algorithm. The technology of digital image processing has been widely used in all kinds of fields. There is a large amount of information to process in image processing, the requirements of the speed of processing is even higher.Matlab has powerful functions of computing and graphics dis
5、play,which makes image processing become more simple and visual. This paper attempts to use MATLAB as a platform for image processing system development and design, showing how to to achieve a variety of image processing by using the MATLAB tool functions and lots of algorithms.Discussing how to use
6、 the designed system to achieve image enhancement, image transformation, and other image processing technologies. Image processing is the main task of the original image, will the pixel grayscale distribution, to change a transformation of the image expression way information (such as deepening cont
7、rast), and meet a particular display (such as plane processing) and applications. The transformation of grey scale is to point to in accordance with some algorithm change each pixel gray value of commutation means. Contrast is to point to the brightest and most projection image dark between the rati
8、o between the area, the greater the ratio, from black to white gradient levels of the colour performance, and the more abundant. The image of a single is refers to all of images pixel color R, G, B value according to certain proportion reset to get a new pixel values, which used in the whole picture
9、, make its are as a colour.【Keywords】Matlab, Digital image processing, image transformation，image enhancement，gray adjustment，contrast enhance, histogram equalization, local smooth, median filter1.引言 数字图像处理(Digital Image Processing)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：一是计算
10、机的发展；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2.图像增强处理技术2.1灰度变换从文件中载入图像IMG_0379.bmp，在图像窗口中显示图像，编写函数，并且改变参数，代码为 clearx=imread(IMG_0379.bmp)figuresubplot(2,2,1)imshow(x)subplot(2,2,2)imhist(x)subplot(2,2,3)y=imadjust(x,0.4 0.6)imshow(y)subplot(2,2,4)imhist(y)图像显示为2.2 直方图均衡 原直方图变换为具有均
11、匀密度分布的直方图，然后按该直方图调整原图像的一种图像处理技术代码：clear allx=imread( IMG_0379.bmp);subplot(2,2,1);imshow(x);subplot(2,2,2);imhist(y)subplot(2,2,3);y=cumtrapz(imhist(x); %累计积分，即直方图的均衡化转换函数plot(y);显示图像为：2.3中值滤波 中值滤波器是最常用的非线性平滑滤波器。它是一种临域运算，类似于卷积，但计算的不是加权求和，而是把邻域中的像素按灰度级进行排序，然后选择改组的中间值作为输出的像素值中值滤波代码：x=imread(IMG_0379.b
12、mp);h = imnoise(x,salt & pepper,0.02);y= medfilt2(h);subplot(1,2,1)imshow(x)subplot(1,2,2)imshow(y)图片为: 2.4频率域平滑用 h=fspecial(average) 得到的h 为33的邻域平均模板，然后用h来对图象cameraman.tif 进行平滑处理。 x=imread(cameraman.tif); h=fspecial(average) y=imfilter(x,h);subplot(1,2,1)imshow(x)subplot(1,2,2)imshow(y)2.5频率域的锐化线性锐化
13、滤波器的模板为h= -1 -1 -1; -1 8 -1;-1 -1 -1; 用该模板对图象 A.bmp 进行锐化处理；代码：x=imread(IMG_0379.bmp);h= -1 -1 -1; -1 8 -1; -1 -1 -1y=imfilter(x,h);subplot(1,2,1)imshow(x)subplot(1,2,2)imshow(y) 图片为: 3.综合运用MATLAB工具箱综合运用MATLAB工具箱实现实现图像处理的GUI程序设计3.1图像的读取和保存 双击打开MATLAB7.0到File到new到GUI然后单击图标,调整axesl大小单击OK,修改名称然后新建axes2单
14、击OK,调整按钮大小和颜色,修改名称进行保存然后View到file Edit然后写程序 name,path=uigetfile(*.*,);file=path,name;axes(handles.axes1);x=imread(file);%读取图像y=x;handles.img=x;guidata(hObject, handles);e=1;save dataf y eimshow(x);%显示图像title(原图);3.2设计图形用户界面让用户能够对图像进行任意的亮度和对比度变化调整，显示和对比变换前后的图像3.2.1亮度 代码:axes(handles.axes2); % T=getim
15、age; prompt=输入任意参数:; defans=1; p=inputdlg(prompt,input,1,defans); p1=str2num(p1);axes(handles.axes2); x=(handles.img);title(原图)x=imadjust(x, ,p1);%增亮图像y=x;save dataf yaxes(handles.axes2);imshow(x);title(亮度);图像为:3.2.2对比度 代码:axes(handles.axes2); T=getimage; prompt=输入参数:; defans=1; p=inputdlg(prompt,in
16、put,1,defans); p1=str2num(p1); f=immultiply(handles.img,p1);y=f;save dataf yaxes(handles.axes2); imshow(f); title(对比度调整); guidata(hObject,handles);图示为：3.2.3图像直方图统计 代码: i=rgb2gray(handles.img);%RGB图像转换为灰度图像set(handles.axes2,HandleVisibility,ON);axes(handles.axes2);x=imhist(i);%直方图统计x1=x(1:10:256);hor
17、z=1:10:256;bar(horz,x1);%axis(0 255 0 150000);title(直方图统计)set(handles.axes2,xtick,0:50:255);图示为：3.2.4直方图均衡 代码: i=(handles.img);%RGB图像转换为灰度图像h1=i(:,:,1);h2=i(:,:,2);h3=i(:,:,3);set(handles.axes2,HandleVisibility,ON);axes(handles.axes2);h1=histeq(h1);%直方图均衡h2=histeq(h2);%直方图均衡h3=histeq(h3);%直方图均衡h=cat
18、(3,h1,h2,h3);imshow(h);title(直方图均衡)set(handles.axes2,ytick,0:2000:15000);图像为:3.3设计滤波算法设计滤波算法，实现去噪并显示结果。 代码x=handles.img;x1=x(:,:,1);f0=0;g0=0;f1=70;g1=30;f2=180;g2=230;f3=255;g3=255;r1=(g1-g0)/(f1-f0);b1=g0-r1*f0;r2=(g2-g1)/(f2-f1);b2=g1-r2*f1;r3=(g3-g2)/(f3-f2);b3=g2-r3*f2;m,n=size(x1);X2=double(x1
19、);for i=1:m for j=1:n f=X2(i,j); g(i,j)=0; if(f=0)&(f=f1)&(f=f2)&(f=0)&(f=f1)&(f=f2)&(f=0)&(f=f1)&(f=f2)&(fp1 a(i,j,k)=255; else a(i,j,k)=0; end end endenda_origin=a;a(:,:,2)=0;a(:,:,3)=0;%subplot(121),imshow(a);axes(handles.axes2);imshow(a_origin);title(阈值分割);图像为:4. 展望随着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
20、时，也越来越广泛地向许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 公司开发的MATLAB最突出的特点就是简洁。MATLAB用更直观的，符合人们思维习惯的代码，代替了C和FORTRAN语言的冗长代码。MATLAB给用户带来的是最直观，最简洁的程序开发环境。应用MATLAB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
21、。利用MATLAB来实现数字图像处理使数字图像处理更加方便简单。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，使数字图像处理成为一门引人注目、前景远大的新型学科。 结论本文主要介绍了数字图像的理论知识及MATLAB 语言的特点,基于MATLAB的数字图像处理环境，介绍了如何利用MATLAB及其图像处理工具箱进行数字图像处理，在第四章、第五章主要论述了图像增强及二值图像的原理，并利用MATLAB来实现图像增强、二值图像分析等图像处理。 参考文献1徐明远，刘增力，MATLAB仿真在信号处理中的应用，西安电子科技大学出版社，2007.112于万波，基于MATLAB的图像处理，清华大学出版社，2008.33飞思科技产品研发中心，MATLAB6.5辅助图像处理，电子工业出版社，2003.14曹茂永，数字图像处理，北京大学出版社，2007-09-125张志涌，精通MATLAB6.5， 北京北航电子版，2002.12
