毕业设计 MATLAB在数字图像处理中的应用 正文

平顶山学院2011届本科生毕业论文MATLAB在数字图像处理中的应用郑向阳目录1绪论...................................................................................................................................11.1研究背景...................................................................................................................11.2课题研究目的和意义...............................................................................................21.3研究内容....................................................................................................................22数字图像处理的基础知识简介.........................................................................................22.1什么是数字图像.......................................................................................................22.2数字图像处理概述...................................................................................................42.2.1基本概念.........................................................................................................42.2.2研究内容.........................................................................................................42.2.3基本特点.........................................................................................................62.2.4主要应用.........................................................................................................62.3图像处理文件格式...................................................................................................72.3.1MATLAB图像文件格式.................................................................................72.3.2图像类型.........................................................................................................83利用MATLAB增强图像清晰度.......................................................................................93.1空域变换增强...........................................................................................................93.1.1增强对比度.....................................................................................................93.1.2图像求反.......................................................................................................113.2空域滤波增强.........................................................................................................123.2.1基本原理.......................................................................................................123.2.2线性平滑滤波器...........................................................................................133.2.3非线性平滑滤波器.......................................................................................143.2.4线性锐化滤波器...........................................................................................153.3频域增强.................................................................................................................163.3.1基本原理.......................................................................................................163.3.2低通滤波.......................................................................................................173.3.3高通滤波.......................................................................................................184结束语...............................................................................................................................20参考文献...............................................................................................................................21致谢.....................................................................................................................................22平顶山学院2011届本科生毕业论文MATLAB在数字图像处理中的应用郑向阳11绪论1.1研究背景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(JPL)。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，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Housfield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CT(ComputerTomograph)。CT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EMI公司又研制出全身用的CT装置，获得了人体各个部位鲜明清晰的断层图像。1979年，这项诊断技术获得了诺贝尔奖，说明它对人类做出了划时代的贡献[1]。与此同时，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。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平顶山学院2011届本科生毕业论文MATLAB在数字图像处理中的应用郑向阳2过程了解甚少，因此计算机视觉是一个有待人们进一步探索新的领域。1.2课题研究目的和意义数字图像处理(DigitalImageProcessing)，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MATLAB软件是学习数理知识的好帮手。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