基于MATLAB的数字图像处理 毕业设计PPT.ppt

基于MATLAB的数字图像处理 班级 通信092班姓名 刘超指导教师 吴良美 目录 1 数字图像处理的基本内容2 MATLAB软件简介3 图像增强4 二值图像分析5 图像复原 数字图像处理的基本内容 1 基本概念 数字图像处理 DigitalImageProcessing 是通过计算机对图像进行去除噪声 增强 复原 分割 提取特征等处理的方法和技术 2 主要内容 算术 逻辑操作 图像形态学处理 几何变换 模式识别 图像增强 图像复原 恢复 图像分割 图像压缩 数字图像处理的特点与图像文件格式 特点 1 再现性好2 处理精度高3 适用面宽4 灵活性高 图像类型 1 二值图像2 灰度图像3 索引图像4 RGB图像 主要文件格式 1 JPEG格式2 TIFF格式3 GIF格式4 BMP格式5 PCX格式6 PNG格式 MATLAB软件简介 MATLAB是MATrixLABoratory 矩阵实验室 的缩写 不仅具备完善的科学计算功能 而且能胜任众多专业领域的仿真和设计任务 甚至能自动生成直接与硬件关联的代码 在图像处理 系统仿真 数字信号处理 自动控制等领域都有着广泛的应用 MATLAB特点 1 它的语言非常接近自然语言2 该软件提供了大量的内部函数3 该软件语言以向量矩阵为着眼点4 绘图功能强大 图像增强 空域变换增强 1 增强对比度对比度增强是增强技术中一种比较简单但又十分重要的方法 这种方法按照一定的规则 逐点修改输入图像每一像素的灰度 从而改变图像灰度的动态范围 在MATLAB中还提供了imadjust对比度调整函数 程序 clearall J imadjust I I imread 333 jpg subplot 1 2 2 subplot 1 2 1 imshow J imshow I xlabel b 增强对比度 xlabel a 原始图像 图像增强 运行后 2 图像求反所谓对图像求反是将原来的灰度值翻转 简单的说就是使黑变白 使白变黑 假设对灰度级范围是 0 L 1 变换到 L 1 0 变换公式为 图像增强 程序 clearall I imread 999 jpg figure imshow I J double I J 256 1 J J uint8 J figure imshow J 运行后 空域滤波增强 1 领域平均法对于给定图像f x y 中的每个像素点 i j 设其领域S S含有M个像素 假定噪声n x y 是加性噪声 在空间各点互不相关 且期望为0 方差为 领域平均处理后的图像为g x y 则有 图像增强 程序 I imread rice png J imnoise I salt 图像增强 2 中值滤波法中值滤波是将领域中的像素按灰度级排序 取其中间值作为输出像素 中值滤波只依赖于领域的空间范围和中值计算中涉及的像素数 图像增强 程序 a imread rice png b imnoise a salt 图像增强 3 锐化滤波器图像锐化的目的是为了突出图像的边缘信息 加强图像的轮廓特征 以便于人眼的观察和机器的识别 线性高通滤波器是最常用的线性锐化滤波器 这种滤波器的中心系数都是正的 而周围的系数都是负的 对3 3的模板来说 典型的系数取值是 0 10 14 1 0 10 程序 clearall J conv2 I H same I imread pears1 png K I J subplot 1 2 1 imshow I subplot 1 2 2 imshow K subplot 1 2 2 imshow K xlabel 2 锐化滤波处理xlabel 1 原始图像 后图像 I double I H 010 1 41 010 图像增强 图像频域增强 1 Butterworth 巴特沃斯 低通滤波器一个截止频率为的n阶Butterworth低通滤波器的传递函数如下 图像增强 由于在通带与阻带之间有个平滑的过渡带的存在 用Butterworth低通滤波器得到的输出图像保留了微量的高频信号 从而使图像的边缘模糊程度大大降低 程序 N1 N2 size g n 2 d0 25 u0 round N1 2 v0 round N2 2 fori 1 N1forj 1 N2d sqrt i u0 2 i v0 2 h 1 1 0 414 d d0 2 n y i j h g i j 图像增强 2 Butterworth 巴特沃斯 高通滤波器利用高通滤波器可以对图像的边缘信息进行增强 起到锐化图像的作用 原理与低通滤波相反 程序 fori 1 N1forj 1 N2d sqrt i n1 2 j n2 2 if d 0 h 0 elseh 1 1 0 414 d0 d 2 n 二值图像分析 1 膨胀膨胀是使区域从四周向外扩大 给图像中的对象边界添加像素 程序 se strel line 11 90 bw2 imdilate bw se 2 腐蚀腐蚀则是使区域从四周同时向内缩小 删除对象边界某些像素 程序 se strel disk 11 J imerode I se 二值图像分析 3 综合应用 1 噪声滤除开运算 开运算是先对图像进行腐蚀 然后再进行膨胀的结果 闭运算 闭运算是先对图像进行膨胀 然后再进行腐蚀的结果 将开启运算和闭合运算结合起来可构成噪声滤除器 MATLAB中还提供了预定义的形态函数bwmorph 程序 I3 imnoise I2 salt 二值图像分析 2 边缘提取图像B对图像A进行腐蚀 然后用A减去腐蚀后的图像即可得到边缘 在MATLAB提供了bwperim函数用于对二值图像进行边缘提取 程序 I2 im2bw I1 I3 bwperim I2 imshow I2 imshow I3 3 特征提取 图像复原 在实际的日常生活中 人们要接触很多图像 画面 而在景物成像这个过程里可能会出现模糊 失真或混入噪声 最终导致图像质量下降 这种现象称为图像 退化 因此我们可以采取一些技术手段来尽量减少甚至消除图像质量的下降 还原图像的本来面目 即在预定义的意义上改善给定的图像 这就是图像复原 1 维纳滤波 维纳滤波 N Wiener最先在1942年提出的方法 是一种最早也最为人们所熟知的线性图像复原方法 维纳滤波器寻找一个使统计误差函数 最小的估计 图像复原 在MATLAB中使用deconvwnr函数实现维纳滤波程序 LEN 30 THETA 45 PSF fspecial motion LEN THETA MF imfilter I PSF circular conv wnr deconvwnr MF PSF 图像复原 2 Lucy Richardson迭代非线性算法Lucy Richardson LR 迭代非线性算法则是一种基于贝叶斯分析的迭代算法 其最优估计以最大似然准则作为标准 即要使概率密度函数最大 推导出的迭代式为 在MATLAB中实现此算法的函数是de