图像锐化程序.docVIP

******************* 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2012 年秋季学期 图像处理综合训练 题 目： 图像锐化程序设计 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 成 绩： 目 录 摘 要 3 一、前言 4 二、算法分析与描述 5 2.1 Sobel微分算子函数 5 2.2 Roberts交叉微分算子函数 6 2.3 Priwitt微分算子函数 6 2.4拉普拉斯微分算子函数 7 三、详细设计过程 8 3.1 程序的设计过程说明 8 四、调试过程中出现的问题及相应解决办法 9 五、程序运行截图及其说明 10 六、简单操作手册 12 设计总结 16 参考资料 17 致谢 18 附录 19 摘 要 这次综合训练要实现图象的锐化处理，图像锐化的目的是突出图象中的细节或者增强被模糊了的细节。图像平滑往往使图像中的轮廓变得模糊，为了减少这类不利影响，这就需要图像锐化技术，使图像的边缘变得清晰，其主要被用于景物边界的检测与提取。 本次训练中用数字微分锐化的方法通过实现微分算子来将图象锐化。用到的一阶微分算子有：Roberts微分算子、Sobel微分算子、Priwitt微分算子等。二阶微分算子用到了Laplacian微分算子。通过实现不同的微分算子，得到对图象轮廓在不同程度上的提取。 【关键字】 数字图象处理；图像锐化；微分算子 一、前言 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。 数字图像处理（Digital Image Processing）又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。 数字图像处理主要研究以下内容： 图像几何变换；如傅立叶变换、沃尔什变换、离散余弦变换等；图象锐化处理；图像编码压缩；图像增强和复原；图像分割；图像描述；图像分类（识别）。 其中图象锐化处理的目的是使模糊的图像变得更加清晰起来。图像的模糊实质就是图像受到平均或积分运算造成的，因此可以对图像进行逆运算如微分运算来使图像清晰化。微分运算是通过实现微分算子来对图像进行锐化。微分算子有一阶微分算子和二阶微分算子。 二、算法分析与描述 由于我们常常无法事先确定轮廓的取向，因而挑选用于轮廓增强的微分算子时，必须选择那些不具备空间方向性的和具有旋转不变的线性微分算子。最基本的一类边缘检测算子是微分类算子。包括：梯度算子、Robel梯度算子、Sobel算子、Prewitt边缘检测算子、Kridch边缘检测算子、Laplacian算子等。 2.1 Sobel微分算子函数 Sobel算子具有一定的噪声抑制能力，在检测阶跃边缘时得到的边缘宽度至少为二像素，它不依赖于边缘方向的二阶微分算子，是一个标准量而不是向量，具有旋转不变即各向同性的性质。在图像处理中常被用于提取图像的边缘。 Sobel微分算子定义如下： （式1） （式2） 如果用图像处理的模板来表示，则有： 　　　　　 （式3） 下面以一个简单的例子来体会该算法。设原图像为 对中模板罩不住的地方其处理结果令为0，其它的像素一次按照式（式1）进行计算。例如，对的模板下的图像子块为： 计算结果为 最终处理结果为 2.2 Roberts交叉微分算子函数 Roberts算子模板是一个2×2的模板，左上角的是当前待处理像素f(x.y)，则交叉微分算子定义如下： 其模板可以表示为： 2.3 Priwitt微分算子函数 Priwitt微分算子的思路与Sobel微分算子的思路类似，是在一个奇数大小的模板中定义其微分运算。 Priwitt微分算子定义如下： 2.4拉普拉斯微分算子函数 最简单的二阶各向同性微分算子是拉普拉斯微分算子，二维图像f（x,y）的拉普拉斯微分算子定义为： 写成模板系数形式形式即为Laplacian算子： 二阶微分算子所提取出的细节较一阶微分算子提出的细节多，表明了二阶微分算子在对图像细节更加敏感。 三、详细设计过程 3.1 程序的设计过程说明 利用matlab数字图像处理，编写相关函数，具体过程如下：双击打开M