數(shù)字圖像處理課程論文

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1、數(shù)字圖像處理課程論文　　專業(yè)班級(jí)：　指導(dǎo)老師：　姓名：學(xué)號(hào)：圖像增強(qiáng)與MATLAB實(shí)現(xiàn)一.數(shù)字圖像處理的概念圖像處理是指對(duì)圖像信息進(jìn)行加工,從而滿足人類的心理、視覺或者應(yīng)用的需求的一種行為。圖像處理方法一般有數(shù)字法和光學(xué)法兩種,其中數(shù)字法的優(yōu)勢(shì)很明顯,因此,已經(jīng)被應(yīng)用到了很多領(lǐng)域中,相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,其應(yīng)用空間將會(huì)更加廣泛。數(shù)字圖像處理技術(shù)其實(shí)就是利用各種數(shù)字硬件與計(jì)算機(jī),對(duì)圖像信息通過轉(zhuǎn)換而得到的電信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算,例如圖像去噪、圖像分割、提取特征、圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原等,以便提高圖像的實(shí)用性。其特點(diǎn)是處理精度比較高,并且能夠?qū)μ幚碥浖M(jìn)

2、行改進(jìn)來優(yōu)化處理效果,操作比較方便,但是由于數(shù)字圖像需要處理的數(shù)據(jù)量一般很大,因此處理速度有待提高。目前,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度得到了很大程度的提高,這大大的推動(dòng)著數(shù)字圖像處理技術(shù)向前發(fā)展發(fā)展。圖像是人類獲取和交換信息的主要來源，因此，圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域必然涉及到人類生活和工作的方方面面。隨著人類活動(dòng)范圍的不斷擴(kuò)大，圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域也將隨之不斷擴(kuò)大。，已在國家安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、日常生活中充當(dāng)越來越重要的角色,對(duì)國計(jì)民生的作用不可低估。數(shù)字圖像處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：1)再現(xiàn)性好:模擬圖像處理與數(shù)字圖像處理最大的不同在于,數(shù)字圖像象處理不會(huì)

3、因?yàn)閳D像的存儲(chǔ)、復(fù)制或傳輸?shù)纫幌盗胁僮鞫饒D像質(zhì)量的降低。2)適用面寬:圖像可以來自許多的信息源。它小可以小到電子顯微鏡的圖像,大可以大到遙感圖像、航空照片或者天文望遠(yuǎn)鏡得圖像。3)靈活性高:數(shù)字圖像處理技術(shù)不只可以完成線性運(yùn)算,而且可以實(shí)現(xiàn)非線性的處理,即只要是能夠用邏輯關(guān)系或數(shù)學(xué)公式來進(jìn)行表達(dá)的所有運(yùn)算都可以通過數(shù)字圖像處理來實(shí)現(xiàn)。4)信息壓縮潛力大:由于數(shù)字圖像中各個(gè)像素不是相互獨(dú)立的,相關(guān)性大。所以,在圖像處理中信息壓縮的潛力比較大。二.圖像增強(qiáng)的概念圖像增強(qiáng)是指依據(jù)圖像所存在的問題，按特定的需要突出一幅圖像中的某些信息，同時(shí)，削弱或去除某

4、些冗余信息的處理方法。其主要目的是使得處理后的圖像對(duì)給定的應(yīng)用比原來的圖像更加有效同時(shí)可以有效的改善圖像質(zhì)量。圖像增強(qiáng)技術(shù)主要包含直方圖修改處理、圖像平滑化處理、圖像尖銳化處理和彩色處理技術(shù)等。圖像增強(qiáng)單純從技術(shù)上可分成兩大類：一類是頻域處理法；一類是空域處理法。頻域處理法的采用的是卷積定理，它利用修改圖像傅立葉變換的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的增強(qiáng)處理；空域處理法則是對(duì)圖像中的像素進(jìn)行直接的處理，大多數(shù)是以灰度映射變換為基礎(chǔ)的，所用的映射變換取決于增強(qiáng)的目的。圖像增強(qiáng)的方法是通過一定變換方法對(duì)原圖像附加一些信息或變換數(shù)據(jù)，有選擇地突出圖像中感興趣的特征或者抑制

5、(掩蓋)圖像中某些不需要的特征，使圖像與視覺響應(yīng)特性相匹配。在圖像增強(qiáng)過程中，一般不分析圖像降低質(zhì)量的原因，處理后的圖像不一定逼近原始圖像。圖像增強(qiáng)技術(shù)根據(jù)增強(qiáng)處理過程所存在的空間不同，可分為基于空域的算法和基于頻域的算法兩大類?；诳沼虻乃惴ㄌ幚頃r(shí)直接對(duì)圖像灰度級(jí)做運(yùn)算基于頻域的算法是在圖像的某種變換域內(nèi)對(duì)圖像的變換系數(shù)值進(jìn)行某種修正，是一種間接增強(qiáng)的算法?；诳沼虻乃惴ǚ譃辄c(diǎn)運(yùn)算算法和鄰域去噪算法。點(diǎn)運(yùn)算算法即灰度級(jí)校正、灰度變換和直方圖修正等，目的或使圖像成像均勻，或擴(kuò)大圖像動(dòng)態(tài)范圍，擴(kuò)展對(duì)比度。鄰域增強(qiáng)算法分為圖像平滑和銳化兩種。平滑一般用于

6、消除圖像噪聲，但是也容易引起邊緣的模糊。常用算法有均值濾波、中值濾波。銳化的目的在于突出物體的邊緣輪廓，便于目標(biāo)識(shí)別。常用算法有梯度法、算子、高通濾波、掩模匹配法、統(tǒng)計(jì)差值法等。圖像增強(qiáng)即增強(qiáng)圖象中的有用信息，這個(gè)變換過程可以說是一個(gè)失真的過程，它的主要目的是加強(qiáng)圖像的視覺效果。依據(jù)給定圖像的實(shí)際要求，有目標(biāo)的突出圖像的整體或者是局部特性，將原來不夠清晰的圖像變得較為清晰或凸顯某些感興趣的特征，擴(kuò)大圖像中不同事物特征之間的差別，剔除不感興趣的特征，使之改善圖像質(zhì)量、豐富有用信息量，加強(qiáng)圖像判讀和識(shí)別效果，滿足某些特殊分析的需要。圖像增強(qiáng)按所采用方法從

7、技術(shù)上可以分成頻率域法和空間域法。頻域法即為把圖像看成一種二維信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行基于二維傅里葉變換的信號(hào)增強(qiáng)。采用低通濾波（即只讓低頻信號(hào)通過）法，削弱圖中的干擾噪聲；采用高通濾波法，則可增強(qiáng)邊緣等高頻信號(hào)，使模糊的圖片變得清晰。具有代表性的空間域算法有局部求平均值法和中值濾波（取局部鄰域中的中間像素值）法等，它們可用于去除或減弱噪聲。一.MATLAB簡(jiǎn)介MATLAB是建立在向量、數(shù)組和矩陣基礎(chǔ)上的一種分析和仿真工具軟件包，包含各種能夠進(jìn)行常規(guī)運(yùn)算的“工具箱”，如常用的矩陣代數(shù)運(yùn)算、數(shù)組運(yùn)算、方程求根、優(yōu)化計(jì)算及函數(shù)求導(dǎo)積分符號(hào)運(yùn)算等；同時(shí)還提供了編程計(jì)

8、算的編程特性，通過編程可以解決一些復(fù)雜的工程問題；也可繪制二維、三維圖形，輸出結(jié)果可視化。目前，已成為工程領(lǐng)