matlab(图形图像的课程设计).doc

图形图像处理课程设计图形图像处理课程设计 设设计计说说明明书书 灰度图像的灰度图像的旋转变换旋转变换 学生姓名 学号 班级 成绩 指导教师 计算机科学与技术系计算机科学与技术系 图形图像处理课程设计评阅书 题 目灰度图像的旋转变换 学生姓名学号 指导教师评语及成绩 成绩 教师签名 年 月 日 答辩教师评语及成绩 成绩 教师签名 年 月 日 教研室意见 总成绩 室主任签名 年 月 日 摘摘 要要 本次课程设计是在 Matlab6 0 开发工具下 实现灰度图像的旋转变换 MATLAB 是 美国 MathWorks 公司出品的商业数学软件 用于算法开发 数据可视化 数据分析以及数 值计算的高级技术计算语言和交互式环境 灰度变换 Gray Scale Transformation GST 处理 是图像增强处理技术中一种非常基础 直接的空间域图像处理方法 也是图像数字化软件 和图像显示软件的一个重要组成部分 关键词 关键词 灰度图像 Matlab 旋转变换 目录目录 1 课题描述课题描述 1 2 可行性研究可行性研究 2 2 1 系统的实用价值 2 2 2 灰度图像 2 2 3 灰度图像的旋转 2 2 4 系统的流程图 3 2 5 系统的数据流图 4 2 6 系统的数据字典 4 3 需求分析需求分析 5 3 1 系统功能 5 3 2 系统开发环境 5 3 3 系统的适应范围 5 3 4 系统的用途 5 4 程序编码与设计程序编码与设计 6 4 1 程序源代码 6 4 2 系统的测试结果 6 总结总结 7 参考文献参考文献 8 1 1 课题描述课题描述 该项目利用 Matlab6 0 作为开发工具 实现灰度图像的旋转 所谓图像旋转实际上就 是指将图像中所有的像素 基准点除外 按给定的角度 在 XY 平面内顺时针或逆时针方向 沿圆弧路径进行变换的过程 2 2 可行性研究可行性研究 2 1 系统的实用价值系统的实用价值 图像是一种重要的信息源 通过图像处理可以帮助人们了解信息的内涵 在图像分析 中 对输入图像进行特征抽取 分割和匹配前所进行的处理 图像预处理的主要目的是消 除图像中无关的信息 恢复有用的真实信息 增强有关信息的可检测性和最大限度地简化 数据 从而改进特征抽取 图像分割 匹配和识别的可靠性 预处理过程一般有数字化 几何变换 归一化 平滑 复原和增强等步骤 用于改正图像采集系统的系统误差和仪器位置的随机误差所进行的变换 对于卫星图 像的系统误差 如地球自转 扫描镜速度和地图投影等因素所造成的畸变 可以用模型表示 并 通过几何变换来消除 随机误差如飞行器姿态和高度变化引起的误差 难以用模型表示出 来 所以一般是在系统误差被纠正后 通过把被观测的图和已知正确几何位置的图相比 较 用图中一定数量的地面控制点解双变量多项式函数组而达到变换的目的 正如以上的内容所言 对一幅图像进行几何变换在有些时候是非常必要的 无论在 日常生活中还是科学研究中 都是这样的 本文中即将提及的灰度图像的旋转系统就 是这样的一种应用系统 经过论证 该系统具有极高的开发价值 2 2 灰度图像灰度图像 一般图像由 R G B 三色共同构成 当 R G B 时就会产生一种灰度 R G B 分别可 表示 256 种不同的颜色 所以可存在 256 级灰度 灰度图像便是由 256 级灰度构成的图像 2 3 灰度图像的旋转灰度图像的旋转 所谓图像旋转实际上就是指将图像中所有的像素 基准点除外 按给定的角度 在 xy 平面内顺时针或逆时针方向沿圆弧路径进行变换的过程 为了演示旋转的算法过程 接下 来举例子证明 如图 2 1 所示 该幅图就是一幅以图像的中心为原点 旋转一定的角度 即将图像上的所有像素都旋转一个相同的角度 3 1 43 2 2 1 3 4 2 1 3 4 图 2 1 旋转实例图 2 4 系统系统的流程图的流程图 导入已经转换为灰度格 式的lena bmp图像 利用文中提及的算法对图像进行旋转变换 输出变换后的图像结果 图 2 2 系统的流程图 4 2 5 系统的数据流图系统的数据流图 已变换为灰度格式的 lena bmp 图像文件数 据 Imread 函数 Img Img 旋转函 数 Img 0 Img 0 Img 图 2 3 系统的数据流图 2 6 系统的数据字典系统的数据字典 名字 灰度图像的旋转变换 别名 描述 通过对灰度图像进行旋转变换 观察变换后的图像有何变化 定义 处理 灰度图像 输入图像 旋转变换 位置 系统的友好界面 表 2 1 系统的数据字典 5 3 需求分析需求分析 3 1 系统功能系统功能 1 读入一张灰度图片 2 利用 matlab 图像旋转变换函数对图像进行旋转变换 3 2 系统开发环境系统开发环境 在 matlab 6 0 软件上进行开发设计 3 3 系统的适应范围系统的适应范围 该系统针对 BMP 格式图像文件进行设计处理 同时也适应其他格式如 JPEG TIF GIF 等图像文件格式 3 4 系统的用途系统的用途 对一幅灰度图像进行位置上的旋转变换后 我们可以从不同的角度对图像进行观察 这样可以让我们更好的认识图像 提取图像中所包含的信息 比如卫星图像的系统误差 如地球自转 扫描镜速度和地图投影等因素所造成的畸变 可以用模型表示 并通过 几何变换来消除 6 4 程序编码与设计程序编码与设计 4 1 程序源代码程序源代码 clear all I imread lena bmp subplot 2 2 1 imshow I I2 imrotate I 90 subplot 2 2 2 imshow I2 4 2 系统的测试结果系统的测试结果 图 4 1 该系统在 Matlab6 0 中的测试结果 7 总结总结 本次课程设计利用 matlab 6 0 进行设计开发 在进行开发之前首先进行资料的收集 例如一些图像旋转变换的理论知识 尤其是旋转的知识 其次熟悉 matlab 6 0 软件的使用 例如 matlab 6 0 软件中的一些函数认识 当然在设计过程中我遇到了许多困难 但是在自 己借阅资料和老师指导 同学交流的实践中 我都一一把困难解决 通过这次课程设计 使我对 matlab 语言有了深入地学习和掌握 并且对 matlab 软件的操作变得熟练 并且完 成了预期的设计要求 8 参考文献参考文献 1 曹茂永 数字图像处理 M 北京 北京大学出版社 2007