基于matlab數(shù)字圖像處理的開(kāi)題報(bào)告

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告</p><p>　　題 目： 基于Matlab的數(shù)字圖像處理 </p><p>　　學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： </p><p>　　專 業(yè)： 通信工程 </p><p>　　指導(dǎo)教師

2、： </p><p>　　2011年 3 月 13 日</p><p><b>　　一．文獻(xiàn)綜述：</b></p><p>　　隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)信息處理和信息及交流的要求越來(lái)越高。人們傳遞信息的主要媒介是語(yǔ)音和圖像。在接受的信息中，聽(tīng)覺(jué)信息占20%，視覺(jué)信

3、息占60%，其它如味覺(jué)，嗅覺(jué)，觸覺(jué)總的加起來(lái)不超過(guò)20%。圖像信息處理是人們視覺(jué)延續(xù)的重要手段。人的眼睛只能看到波長(zhǎng)為380到780nm的可見(jiàn)光部分，而迄今為止人類發(fā)現(xiàn)可成像的射線已有很多種，他們擴(kuò)大了人類認(rèn)識(shí)客觀世界的能力。</p><p>　　數(shù)字圖像處理是一個(gè)跨科學(xué)的前沿科技領(lǐng)域，在工程學(xué)，計(jì)算機(jī)科學(xué)，信息學(xué)，統(tǒng)計(jì)學(xué)，物理，化學(xué)，生物醫(yī)學(xué)，地址，海洋，氣象，農(nóng)業(yè)，冶金等許多科學(xué)中的應(yīng)用取得了巨大的成功和顯著

4、地經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　圖像是當(dāng)光輻射能量照在物體上，經(jīng)過(guò)他的反射或透射，或有發(fā)光物體本身發(fā)出的光能量，在人的視覺(jué)器官中所重現(xiàn)出的物體的視覺(jué)信息。圖像一般用Image表示，是視覺(jué)景物的某種形式的標(biāo)記和記錄。通俗的說(shuō)，圖像是指利用技術(shù)手段把目標(biāo)原封不動(dòng)的再現(xiàn)。由于圖像感知的主題是人類，所以不僅可以將圖像看作是二維平面上或三維立體空間中具有明暗或顏色變化的分布，還可以包括人的心理因素對(duì)圖像接收和理解所產(chǎn)生的

5、影像。</p><p>　　一般認(rèn)為圖片是圖像的一種類型，在一些教科書(shū)中將其定義為“經(jīng)過(guò)核實(shí)的光照后可見(jiàn)物體的分布”，圖片強(qiáng)調(diào)了現(xiàn)實(shí)世界中的可見(jiàn)物體。圖形是指人為的圖形，如圖畫(huà)，動(dòng)畫(huà)等人造的二維或三維圖形，他強(qiáng)調(diào)應(yīng)用一定的數(shù)學(xué)模型生成圖形。圖形學(xué)是研究應(yīng)用計(jì)算機(jī)生成，處理和顯示圖形的一門(mén)學(xué)科。它涉及利用計(jì)算機(jī)將有概念或數(shù)學(xué)描述所表示的物體圖像進(jìn)行處理和現(xiàn)實(shí)的過(guò)程，側(cè)重點(diǎn)在于根據(jù)給定的物體描述數(shù)學(xué)模型，光照及想象中

6、的攝像機(jī)的成像幾何，生成一幅圖像的過(guò)程。</p><p>　　而圖像處理進(jìn)行的卻是與其相反的過(guò)程，提示基于畫(huà)面進(jìn)行二維或三維物體模型的重建，這在很多場(chǎng)合是十分重要。</p><p>　　從20世紀(jì)60年代起，隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字圖像處理技術(shù)得到了飛躍發(fā)展。數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)通常是指利用采集，濾波，檢測(cè)，均衡，變換，調(diào)制，壓縮，去噪，估計(jì)等處理，已得到符合人們需要的信號(hào)形式

7、。圖像信號(hào)的數(shù)字處理是指將圖像作為圖像信號(hào)的數(shù)學(xué)處理技術(shù)，按照人們通常的習(xí)慣，也成為數(shù)字圖像處理技術(shù)。最常見(jiàn)的使用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理，他是在以計(jì)算機(jī)為中心的包括各種輸入，輸出，存儲(chǔ)及顯示設(shè)備內(nèi)的數(shù)學(xué)圖像處理系統(tǒng)上進(jìn)行的。</p><p><b>　　圖像的分類：</b></p><p>　　1.按照?qǐng)D像的存在形式分類：實(shí)際圖像，抽象圖像。</p>&l

8、t;p>　　2.按照?qǐng)D像亮度等級(jí)分類：二值圖像，灰度圖像。</p><p>　　3.按照?qǐng)D像的光譜分類：彩色圖像，黑白圖像。</p><p>　　4.按照?qǐng)D像是否隨時(shí)間變換分類：靜止圖像，活動(dòng)圖像。</p><p>　　5.按照?qǐng)D像所占空間和維數(shù)分類：二維圖像，三維圖像。</p><p>　　數(shù)字圖像信息的特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：</p&

9、gt;<p>　　1.信息量大。例如一幅電視圖像取512行，512列，像素為512*512，若其灰度級(jí)用8bit的二進(jìn)制來(lái)表示，則有256個(gè)灰度級(jí)，那個(gè)一幅圖像的信息兩位512*512*8，若每秒有25幀圖像，則每秒的信息量為256*25=6.25MB要對(duì)這樣大信息量的圖像進(jìn)行處理，必須用具有相當(dāng)大內(nèi)存的電子計(jì)算機(jī)才能勝任。</p><p>　　2.數(shù)字圖像占用的帶寬較寬。如電視圖像的帶寬為5.6M

10、Hz，而語(yǔ)音帶寬僅為4kHz。頻帶越寬，技術(shù)實(shí)現(xiàn)的難度就越大，成本越高，為此對(duì)頻帶壓縮技術(shù)提出了較高的要求。</p><p>　　3.數(shù)字圖像中各個(gè)像素之間相關(guān)性很大。如電視畫(huà)面中，同一行相鄰2個(gè)像素或相鄰2行間的像素，具有相同和相近灰度的可能性很大，據(jù)統(tǒng)計(jì)相關(guān)系數(shù)可達(dá)0.9以上，而相鄰2幀之間的相關(guān)性比幀內(nèi)相關(guān)性還要大一些。因此圖像壓縮的潛力很大。</p><p>　　4.數(shù)字圖像處理系

11、統(tǒng)受人的因素影響較大。這項(xiàng)技術(shù)是需要給人管材和評(píng)價(jià)的。因此要求系統(tǒng)與人有良好的配合。</p><p>　　數(shù)字圖像處理科學(xué)所涉及的知識(shí)面非常廣泛，具體的方法種類繁多，應(yīng)用也極為普遍，主要從以下9個(gè)方面進(jìn)行研究：</p><p>　　圖像數(shù)字化，圖像變換，圖像增強(qiáng)，圖像恢復(fù)，圖像分割，圖像描述和分析，圖像數(shù)據(jù)壓縮，圖像分類，圖像重建。</p><p>　　Matlab

12、是Matrix Laboratory的縮寫(xiě)。是當(dāng)今很流行的科學(xué)計(jì)算軟件。這次畢設(shè)主要就是應(yīng)用這個(gè)軟件進(jìn)行的。</p><p>　　MATLAB既是一種直觀、高效的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言,同時(shí)又是一個(gè)科學(xué)計(jì)算平臺(tái)。它為數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化、算法和應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)提供了最核心的數(shù)學(xué)和高級(jí)圖形工具。根據(jù)它提供的500多個(gè)數(shù)學(xué)和工程函數(shù)，工程技術(shù)人員和科學(xué)工作者可以在它的集成環(huán)境中交互或編程以完成各自的計(jì)算。MATLAB中集成了功能強(qiáng)大

13、的圖像處理工具箱。由于MATLAB語(yǔ)言的語(yǔ)法特征與C語(yǔ)言極為相似，而且更加簡(jiǎn)單，更加符合科技人員對(duì)數(shù)學(xué)表達(dá)式的書(shū)寫(xiě)格式，而且這種語(yǔ)言可移植性好、可擴(kuò)展性強(qiáng)，再加上其中有豐富的圖像處理函數(shù)，所以MATLAB在圖像處理的應(yīng)用中具有很大的優(yōu)勢(shì)。而它的GUI是一個(gè)人機(jī)交互界面，在現(xiàn)實(shí)中有廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　Matlab軟件主要由主包，Simulink和工具箱3部分組成。</p><p&g

14、t;　　Matlab主包包括：Matlab語(yǔ)言，Matlab工作環(huán)境，句柄圖形，Matlab數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù)，Matlab應(yīng)用程序接口（API）。</p><p>　　Simulink：是用與動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真的交互式系統(tǒng)。它允許用戶在熒幕上繪制框圖模擬一個(gè)系統(tǒng)。它采用鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)方式，能夠處理線性，非線性，連續(xù)，離散，多變量以及多級(jí)系統(tǒng)。此外，它還為用戶提供了Simulink Extensions（擴(kuò)展）和Blocksets（

15、模塊集）2個(gè)附加項(xiàng)。</p><p>　　Matlab工具箱是Matlab用來(lái)解決各個(gè)領(lǐng)域特定問(wèn)題的函數(shù)庫(kù)，它是開(kāi)放式的，可以應(yīng)用，也可以根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展。為用戶提供了豐富的使用資源，工具箱的內(nèi)容非常廣泛，涵蓋了很多門(mén)學(xué)科。應(yīng)用Matlab工具箱可以很大程度的駕校用戶編程時(shí)的復(fù)雜程度。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p&

16、gt;　　1容觀澳，計(jì)算機(jī)圖像處理， 清華大學(xué)版，2000， Pages 351 </p><p>　　2李介谷等，數(shù)字圖像處理，上海交大版，1988， Pages 278</p><p>　　3阮秋琦，數(shù)字圖像處理學(xué)，電子工業(yè)版，2001， Pages 562</p><p>　　4 黃賢武等，數(shù)字圖像處理與壓縮編碼技術(shù)，電子科大版，2000， Pages 538

17、</p><p>　　5 章毓晉，圖像工程（上、下冊(cè)），清華版，1999， Pages 563</p><p>　　6 Kenneth R Castleman, Digital Image Processing ， Prentice Hall，Pages 667， 清華版，98；朱志剛等譯，數(shù)字圖像處理，電子工業(yè)版，1998，中文Pages 568</p><p>

18、　　7 Rafael C. Gonzalez，Richard E. Woods, Digital Image Processing，電子工業(yè)版，2002，Pages 793 </p><p>　　8 谷口慶治，數(shù)字圖像處理，科學(xué)版，2002，Pages633（兩冊(cè)）</p><p>　　9 王耀南，李樹(shù)濤等，計(jì)算機(jī)圖像處理與識(shí)別技術(shù)，高教版，2001，Pages 281</p>

19、<p>　　10 閆敬文，數(shù)字圖像處理技術(shù)與圖像圖形學(xué)基本教程，科學(xué)版，2002，Pages 255 </p><p>　　二．本課題要研究或解決的問(wèn)題和采用的研究手段及途徑：</p><p>　　本設(shè)計(jì)是根據(jù)數(shù)字圖像處理的相關(guān)知識(shí)及MTALAB軟件的使用方法并綜合運(yùn)用MATLAB工具箱實(shí)現(xiàn)圖像處理的GUI程序設(shè)計(jì)，該界面能夠?qū)D像進(jìn)行讀取、加噪、濾波，讀取特征保存等。<

20、;/p><p>　　Matlab允許用戶自己開(kāi)發(fā)算法，并且將其封裝起來(lái)，不斷擴(kuò)展到工具箱函數(shù)中。其中包括內(nèi)置的圖像用戶界面開(kāi)發(fā)工具，可視化調(diào)試器以及算法性能調(diào)試器等。此外還可以在支持Matlab的平臺(tái)上共享用戶所開(kāi)發(fā)的算法，并將算法同已有的C代碼結(jié)合在一起，完成算法的發(fā)布工作。除此之外，Matlab還可以將用戶開(kāi)發(fā)的GUI，圖像處理算法等應(yīng)用程序發(fā)布為C或C++源代碼，進(jìn)而編譯成COM組件活著Java接口，將Matl

21、ab開(kāi)發(fā)的算法統(tǒng)其他開(kāi)發(fā)工具結(jié)合起來(lái)。</p><p>　　利用MATLAB圖像處理工具箱，通過(guò)編寫(xiě)程序設(shè)計(jì)出一GUI界面，里面包含菜單和圖像顯示框，再通過(guò)M語(yǔ)言的函數(shù)調(diào)用，和必要的編程，實(shí)現(xiàn)圖像的變換，如銳化，排列，裁剪，尺寸變換等。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括圖像增強(qiáng)，圖像復(fù)原，及一些拉伸尺度變換等。主要處理的圖片類別有：BMP ,TIFF ,GIF ,JPEG ,TG