成睿睿综合设计性实验

1、综合型设计实验基于MATLAB的图像处理技术 姓 名： 成 睿 睿 学 号： 200807211156 班 级： 电本0803班 指导老师： 刘 明 君 2011.11.1摘要 图像的几何变换是图像处理和图像分析的基础内容之一，它不仅提供了产生某些图像的可能，而且还可以使图像处理和分析的程序简单化，特别是图像具有一定的规律性时，一个图像可以由另一个图像通过几何变换来实现。本实验主要利用了MATLAB的图像处理工具包来编写程序，MATLAB图像处理工具包是由一系列支持图像处理操作的函数组成，通过调用MATLAB图像处理工具箱中的函数来实现图像的缩放，图像的旋转，图像的剪取。关键词：图象几何变换

2、MATLAB 图像处理操作函数 一 设计内容用MATLAB的图像处理工具包实现图像的缩放、旋转和剪取。二 设计说明a. 利用matlab对图像进行处理。b. 对图像进行翻转、放大、缩小、剪裁。c. 实现图像的锐化、模糊、黑白等效果。d. 利用matlab进行仿真。三 报告要求a. 设计思路b. 设计过程c. 测试步骤d. 测试程序e. 图像转化结果f. 结果分析四 实验目的 1 了解数字图像处理2 掌握MATLAB图像处理工具的使用五 实验内容及测试结果数字图像处理概述用计算机进行图像处理的前提是图像必须以数字格式存储，我们把以数字格式存放的图像称之为数字图像。在计算机中，图像被分割成如下所示

3、的像素（Pixel），各像素的灰度值用整数表示。一幅个像素的数字图像，其像素灰度值可以用行、列的矩阵表示：数字计算机最擅长的莫过于处理各种数据，数字化的图像可以看成是存储在计算机中的有序数据，当然可以通过计算机对数字图像进行处理。我们把利用计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等的理论、方法、和技术称为数字图像处理（Digital Image Processing）。一般，图像处理是用计算机和实时硬件实现的，因此也称为计算机图像处理（Computer Digital Image Processing）。我们在处理图像时往往会遇到需要对图像进行几何变换的一些问题。图像的几何变换时图

4、像处理和图像分析的基础内容之一，它不仅提供了产生某些图像的可能，而且还可以使图像处理和分析的程序简单化，特别是图像具有一定的规律性时，一个图像可以由另一个图像通过几何变换来实现。所以，为了提高图像处理和分析程序设计的速度和质量，开拓图像程序应用范围的新领域，对图像进行几何变换是十分必要的。图像的几何变换不改变图像的像素值，而是改变像素所在的几何位置。从变换的性质分，图像的几何变换有图像的位置变换（平移、镜像、旋转）、图像的形状变换（放大、缩小、错切）等基本变换以及图像的复合变换等。MATLAB全称是Matrix Laboratory（矩阵实验室），一开始它是一种专门用于矩阵数值计算的软件，从这

5、一点上也可以看出，它在矩阵运算上有自己独特的特点。这一特点也就决定了MATLAB在处理数字图像上的独特优势。理论上讲，图像是一种二维的连续函数，然而在计算机上对图像进行数字处理的时候，首先必须对其在空间和亮度上进行数字化，这就是图像的采样和量化的过程。二维图像进行均匀采样，就可以得到一幅离散化成M×N样本的数字图像，该数字图像是一个整数阵列，因而用矩阵来描述该数字图像是最直观最简便的了。而MATLAB的长处就是处理矩阵运算，因此用MATLAB处理数字图像非常的方便。在本文中我们用MATLAB的图像处理工具包实现了图像的缩放、旋转和剪取。实验具体内容一 实现图像的缩放1.imresiz

6、e函数MATLAB图像处理工具箱中的函数imresize可以用上述3种方法对图像进行插值缩放，如果不指定插值方法，则默认使用最近邻插值法。imresize函数的语法格式为：B=imresize(A,m,method)B=imresize(A,mrows ncols,method)B=imresize(,method,n)B=imresize(,method,h)这里参数method用于指定插值的方法，可选的值为nearest(最近邻法)，bilinear(双线性插值)及bicubic(双三次插值)，默认值为nearest。B=imresize(A,m,method)返回原图A的m倍放大图像(小

7、于1时效果是缩 小)。B=imresize(A,mrows ncols,method)返回一个mrows行，ncols列的图像，若 mrows和ncols定义的长宽比与原图不同，则图像会产生畸变。在使用bilinear和bicubic方法缩小图像时，为消除引入的高频成分，imresize使用一个前端平滑滤波器，默认的滤波器尺寸为11*11。也可通过参数n指定滤波器的尺寸，即B=imresize(,method,n)。对于nearest插值方法，imresize不使用前端滤波器，除非函数明确指定。B=imresize(,method,h)使用用户设计的插值核h进行插值，h可以看作一个 二维FIR

8、滤波器。2.图像缩放实现结果首先，我们用最近邻插法将图像按原比例放大1.5倍，语句如下：i=imread('qb.jpg');a=1.5j=imresize(i,a);imshow(i),title(1)figure,imshow(j),title(2) 其运行结果如下：(图1为原图)下面我们分别用双线性插值法和将双三次插值法将图像按原比例放大1.5倍，并与采用最近邻插法放大的图像做比较，语句如下：i=imread('qb.jpg');a=1.5j=imresize(i,a);k=imresize(i,a, 'bilinear');l=imres

9、ize(i,a, 'bicubic');imshow(j),title(1)figure,imshow(k),title(2) figure,imshow(l),title(3) 下面我们用双线性插值法将图像按原比例缩小为0.5倍，语句如下：i=imread('qb.jpg');a=0.5j=imresize(i,a ,'bilinear');imshow(i),title(1)figure,imshow(j),title(2) 其运行结果为：（图1为原图）二 实现图像的旋转1 imrotate函数在对数字图像进行旋转的时候，各像素的坐标将会发生

10、变化，使得旋转之后不能正好落在整数坐标处，需要进行插值。在工具箱中的函数imrotate可用3种方法对图像进行插值旋转，默认的插值方法也是最近邻插值法。函数imrotate的语法格式为：B=imrotate(A,angle,method)B=imrotate(A,angle,method,'crop')函数imrotate对图像进行旋转，参数method用于指定插值的方法，可选的值为nearest(最近邻法)，bilinear(双线形插值)及bicubic(双三次插值)，默认值为 nearest。一般来说，旋转后的图像会比原图大，超出原图像的部分值为0。用户也可以指定crop参

11、数对旋转后的图像进行剪切(取图像的中间部分)，使返回的图像与原图大小相同。2 图象旋转实现结果首先，我们用双线性插值法将原图像旋转-40度，不裁去超出原图的部分，语句如下：i=imread('qb.jpg');a= -40j=imrotate(i,a,'bilinear');imshow(i),title(1)figure,imshow(j),title(2)其运行结果为：（图1为原图）三 实现图像的剪取1 imcrop函数有时只需要处理图像中的一部分，或者需要将某一部分取出，这样就要对图像进行剪取。图形的裁剪处理可使用imcrop函数实现。函数imcrop用于

12、剪取图像中的一个矩形子图，用户可以通过参数指定这个矩形顶点的坐标，也可以用鼠标指针选取这个矩形。其语法规则如下：I2=imcrop(I)X2=imcrop(X,map)RGB2=imcrop(RGB)I2=imcrop(I,rect)X2=imcrop(X,map,rect)RGB2=imcrop(RGB,rect)=imcrop(x,y,)A,rect=imcrop()x,y,A,rect=imcrop()其中I2=imcrop(I)，X2=imcrop(x，map)和RGB2=imcrop(RGB)为交互式地对灰度图像，索引图像和真彩色图像进行剪切。I2=imcrop(I,rect)，X2

13、=imcrop(X,map,rect)和RGB2=imcrop(RGB,rect)按指定的矩形框rect剪切图像，rect是一个四元向量xmin ymin width height，分别表示矩形左上角的坐标和长度及宽度。=imcrop(x,y,)在指定坐标系统(x，y)中剪取图像。A,rect=imcrop()和x,y,A,rect=imcrop()在用户交互剪取图像的同时返回剪取框的参数rect。2 图象缩放实现结果 首先，我们从坐标（200，3）开始，从原图上剪取一个长度为300，宽度为100的矩形部分，语句如下：i=imread('qb.jpg');j=imcrop(i,200 3 300 100);imshow(i),title(1)figure,imshow(j),title(2)其运行结果为：（图1为原图）六 结果分析 实验结果直观了然，本实验符合设计要求，达到了预期要求的效果。 七 心得体会 MATLAB全称是Matrix Laboratory（矩阵实验室），它是一种专门用于矩