数字图像处理应用..docVIP

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文件（bmp、 jpg、 tiff、 gif等）进行打开、保存、另存、打印、退出等功能操作，图像预处理功能（包括彩色图像的灰度化变换等、一般灰度图像的二值化处理、色彩增强等），图像分割，图像特征提取等图像处理。　 关键字： Matlab；数字图像处理；灰度化变换；二值化； MATLAB简介 美国Mathwork公司于1967年推出了“Matrix Laboratory”（缩写为Matlab）软件包，并不断更新和扩充。目前必威体育精装版的7.x版本（windows环境）是一种功能强、效率高便于进行科学和工程计算的交互式软件包。其中包括：一般数值分析、矩阵运算、数字信号处理、建模和系统控制和优化等应用程序，并集应用程序和图形于一便于使用的集成环境中。在此环境下所解问题的Matlab语言表述形式和其数学表达形式相同，不需要按传统的方法编程。不过，Matlab作为一种新的计算机语言，要想运用自如，充分发挥它的威力，也需先系统地学习它。但由于使用Matlab编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致，所以不象学习其它高级语言--如Basic、Fortran和C等那样难于掌握。实践证明，你可在几十分钟的时间内学会Matlab的基础知识，在短短几个小时的使用中就能初步掌握它.从而使你能够进行高效率和富有创造性的计算。 Matlab大大降低了对使用者的数学基础和计算机语言知识的要求，而且编程效率和计算效率极高，还可在计算机上直接输出结果和精美的图形拷贝，所以它的确为一高效的科研助手。 2， 系统总体分析 本系统实现了对图像（bmp、 jpg、 tiff、 gif等）的进行打开、保存、另存、打印、退出等功能操作、图像预处理操作、图像的几何变换和特征提取等操作，整个界面如图所示： 图 1，系统界面 2.1图像处理基本操作 本部分功能能对图像（bmp、 jpg、 tiff、 gif等）进行打开、保存、另存、打印、退出等功能操作。这几个基本功能都可以由MATLAB本身带有的函数完成。利用imread函数从图形文件中读出图像，用imshow函数显示图像，saveas(newFig,[pathname,filename])用来另存图像到另一个位置，用print函数打印图像，用close函数退出。 2.2图像预处理功能 图像的预处理功能包括： 彩色图像的灰度化变换、灰度图像的二值化处理； 灰度图是含只含亮度信息，不包含色彩信息的图像。灰度化处理是把含有亮度和色彩的彩色图像变换成灰度图像的过程。灰度变换就是指对图像上各个像素点的灰度值x按某个函数T（）变换到y。例如为了提高图像的清晰度，需要将图像的灰度级整个范围或其中某一段（A，B）扩展或压缩到（A，B）；需要显示出图像的细节部分等都要求采用灰度变换方法。灰度变换有时又被称为图像的对比度增强或对比度拉伸。假定输入图像中的一个像素的灰度级为Z，经过T(Z)函数变换后输出图像对应的灰度级为Z ，其中要求Z和Z 都要在图像的灰度范围之内。根据T()形式，可以将灰度变换分为线性变换和非线性变换。具体应用中采用何种T()，需要根据变换的要求而定。 在这里，本系统利用了MATLAB的一个函数rgb2grey进行初步的灰度化转换。打开名为1.jpg的图像，点击图像灰度化按钮，效果如下： 图 2，原图1.jpg 与转换的灰度图 图象二值化是指根据给定阈值 T，将整幅图象中大于或等于T的象素点灰度值赋为 1，小于 T的象素点灰度值赋为 0，从而得到仅有 0和1两个灰度值的黑白图象。灰度图象二值化的数学形式如下： 通过对多层次的灰度图象进行二值化处理，有助于分析理解和识别图象并减少计算量，特别是在边缘检测和提取中，二值化图象能有效地将背景和目标区分开来，通过有哪些信誉好的足球投注网站产生 0和1间的跃变位置，可以快速准确的提取目标区域边界象素点。其大概过程是这样，首先在进行图像的处理之前先获得该对象的句柄，初始化对象，将其转换为灰度图，然后利用函数im2bw将灰度图转换为二值图。本系统设计了一个按钮，使用时可以根据需要设定阈值的大小，从而进行不同程度的二值化处理。其效果如下： 图 3，图像二值化T=0.28 图4，图像二