激光光斑中心位置大小确定Matlab

1、燕山大学课程设计说明书题目：20目标地点及大小确实定学院（系）：电气工程学院年级专业：11级仪表1班学号：学生姓名：张钊指导教师：赵彦涛吴飞教师职称：副教授副教授燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院基层教课单位：自动化仪表系学号学生姓名张钊专业（班级）11级仪表1班设计题目20目标地点及大小确实定设几句图像办理的知识，确立图像中两点的中心点的地点，并能确立其大计小（即半径），尽量使用许多的方法实现，并且比较每种方法的办理速度。技术参数实质确立图像中两点的中心点的地点，并且确立该两点的半径。实质中设应拥有自己的实质思想、设计领会。计要求认识Matlab的基本操作，查找与课程设计有

2、关的资料，编写程序并调试，写论文，准备课程设计辩论。工作量12月23日，熟习Matlab的基本操作12月24日，查找与课程设计课题有关的资料工月25日，设计程序并调试12作月26日，调试程序并写论文12计月27日，整理论文，课程设计辩论12划参1、数字图像办理学电子通告也第一版社贾永红20032、数字图像办理（Matlab版）电子工业第一版社冈萨雷斯2006资3、其余数字图像办理和matlab变为发面的书记及有关学习资料料指导教师署名赵彦涛吴飞基层教课单位主任署名说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教课单位、系部各一份。2013年12月27日燕山大学课程设计说明书纲要第一对图像进行二值化，

3、而后对二值图像进行去除噪声操作，经过找出与所求地区拥有同样标准二阶中心矩的椭圆的长轴长度，短轴长度，离心率等，并找出包括所求区域的最小凸多边形，的极点坐标。经过必定的方法，用所求椭圆的有关参数确立一个正多边形。使该正多边形拥有一个相当大的边数，是该多边形靠近一个圆。这个圆就是所要拟合的圆。最后经过三个点求圆的中心和半径。运用多种方法实现改程序，并计算各种方法所需时间。重点字二值化办理去噪声办理圆的拟合已知三点求圆的中心和半径计算时间共30页第3页燕山大学课程设计说明书目录第一章彩色像的二化1.像的二化原理5像的二化的程序.53.二化前后成效比6第二章去除噪声1去除噪声的原理72去除噪声的程序7

4、3去除噪声前后的像比9第三章合1合原理92合的程序103合成效12第四章求心及半径.14第五章Matlab中算程序运转的14第六章Matlab程序15.29参照文件料.29共30页第4页燕山大学课程设计说明书第一章彩色图像的二值化第一节图像的二值化原理图像的二值化办理就是将图像上的点的灰度置为0或255，也就是讲整个图像体现出明显的黑白成效。马上256个亮度等级的灰度图像经过适合的阀值选用而获取仍旧能够反映图像整体和局部特点的二值化图像。在数字图像办理中，二值图像据有特别重要的地位，特别是在适用的图像办理中，以二值图像办理实现而构成的系统是好多的，要进行二值图像的办理与剖析，第一要把灰度图像二

5、值化，获取二值化图像，这样子有益于再对图像做进一步办理时，图像的会合性质只与像素值为0或255的点的地点有关，不再波及像素的多级值，使办理变得简单，并且数据的办理和压缩量小。全部灰度大于或等于阀值的像素被判断为属于特定物体，其灰度值为255表示，不然这些像素点被清除在物体地区之外，灰度值为0，表示背景或许例外的物体地区。第二节图像的二值化的程序实现方法一：第一将图像转变为灰度图像，再利用max，min等函数求阈值切割点，最后转化为二值化图像有关程序：J=imread(软件20亮点图像4.JPG);%读图像figure;imshow(J);%显示原始图像P=rgb2gray(J);%变换为灰度图

6、像m,n=size(P);%获取图像的行数和列数ma=max(max(P);%求最大值mi=min(min(P);%求最小值limen=(ma+mi)/2;%求切割阈值I=(Plimen);%二值化figure;imshow(I);%显示二值化图像方法二：第一将图像转变为灰度图像，再利用graythresh等函数求阈值切割点，最后用共30页第5页燕山大学课程设计说明书函数im2bw进行二值化。I=imread(软件20亮点图像4.JPG);%读图像P=rgb2gray(I);%变换为灰度图像level=graythresh(P);%求切割阈值I=im2bw(P,level);%二值化imsho

7、w(I);%显示二值化图像第三节二值化前后成效对照共30页第6页燕山大学课程设计说明书第二章去除噪声第一节去除噪声的原理噪声在理论上能够定义为“不行展望，只好用概率统计方法来认识的随机偏差”。实际获取的图像一般都因遇到某种扰乱而含有噪声。惹起噪声的原由有敏感元器件的内部噪声、相片底片上感光资料的颗粒、传输通道的扰乱及量化噪声等。噪声产生的原由决定了噪声的散布特征及它和图像信号的关系。第二节去除噪声的程序实现方法1L=bwlabel(I);%功能：标明二进制图像中已连结的部分。stats=regionprops(L,Area,ConvexHull,MajorAxisLength,.MinorAx

8、isLength,Eccentricity,Centroid);%用来胸怀图像地区属性的函数。丈量共30页第7页燕山大学课程设计说明书标明矩阵L中每一个标明地区的一系列属性。L中不一样的正整数元素对应不一样的地区。%A=;%定义数组A%fori=1:length(stats)A=Astats(i).Area;%Area是标量，计算出在图像各个地区中像素总个数。%EndmA,ind=max(A);I1=I;I1(find(L=ind)=0;Figure;imshow(I1);方法二，中值滤波clearclcI=imread(C:UsersDELLDesktop1.bmp);I=im2double

9、(I);I=medfilt2(I);imshow(I,);title();共30页第8页燕山大学课程设计说明书第三节去除噪声前后的图像对照第三章圆拟合第一节圆拟合原理第一经过regionprops函数找出与所求地区拥有同样标准二阶中心矩的椭圆的长轴长度，短轴长度，离心率等，并找出包括所求地区的最小凸多边形，的极点坐标。经过必定的方法，用所求椭圆的有关参数确立一个正多边形。使该正多边形拥有一个相当大的边数，是该多边形靠近一个圆。这个圆就是所要拟合的圆。在指令t=linspace(0,2*pi，N)中，N-1表示所求正多边形的边数，N越大，所拟合的圆越精准。共30页第9页燕山大学课程设计说明书第二

10、节圆拟合的程序实现stats=regionprops(L,Area,ConvexHull,MajorAxisLength,.MinorAxisLength,Eccentricity,Centroid);%用来胸怀图像地区属性的函数。丈量标明矩阵L中每一个标明地区的一系列属性。L中不一样的正整数元素对应不一样的地区。%A=;%定义数组A%fori=1:length(stats)A=Astats(i).Area;%Area是标量，计算出在图像各个地区中像素总个数。%EndmA,ind=max(A);I1=I;I1(find(L=ind)=0;figure;imshow(I1)holdon;temp

11、=stats(ind).ConvexHull;%ConvexHull是p行2列的矩阵，包括某地区的最小凸多边形。此矩阵的每一行储存此多边形一个极点的xy坐标。%t=linspace(0,2*pi);%用法：linspace(x1,x2,N)功能：linspace是Matlab中的一个指令，用于产生x1,x2之间的N点行矢量。此中x1、x2、N分别为起始值、终止值、元素个数。若缺省N，默认点数为100。应用举例例一：在matlab的命令窗口输入：X=linspace(1,100)将产生从1到100步长为1的数组。近似于在命令窗口中输入：X=1:1:100例二：共30页第10页燕山大学课程设计说明

12、书在命令窗口中输入：X=linspace(5,100,20)将输出：X=5101520253035404550556065707580859095100这和X=5:5:100的成效是同样的。%c1=stats(ind).Centroid;%Centroid是1行ndims(L)列的向量，给出每个地区的质心（重心）。注意：Centroid的第一个元素是重心水平坐标（x坐标）、第二个元素是重心垂直坐标（y坐标）。Centroid全部其余元素则依据维次序摆列。a1=stats(ind).MajorAxisLength;%MajorAxisLength是标量，椭圆的长轴长度（像素意义下）。标准二阶中心

13、矩就是标准方差%b1=stats(ind).MinorAxisLength;%MinorAxisLength是标量，的椭圆的短轴长度（像素意义下）%d1=stats(ind).Eccentricity;%Eccentricity是标量，椭圆的离心率（可作为特征）%x1=c1(1)+d1*b1*cos(t);y1=c1(2)+d1*a1*sin(t);m=plot(x1,y1,b-);%拟合出一个蓝色的圆共30页第11页燕山大学课程设计说明书第三节拟合成效t=linspace(0,2*pi，N)中,N=5时的成效共30页第12页燕山大学课程设计说明书t=linspace(0,2*pi，N)中,N

14、=700时的成效第四章求圆心及半径经过在所拟合的圆上任取三个点，经过这三个点确立远的圆心和半径。x2=x1(1,1);y2=y1(1,1);x3=x1(1,100);y3=y1(1,100);x4=x1(1,300);y4=y1(1,300);a=2*(x3-x2);b=2*(y3-y2);n=(x3*x3+y3*y3-x2*x2-y2*y2);d=2*(x4-x3);e=2*(y4-y3);共30页第13页燕山大学课程设计说明书f=(x4*x4+y4*y4-x3*x3-y3*y3);x0=(b*f-e*n)/(b*d-e*a+eps)%求圆心坐标y0=(d*n-a*f)/(b*d-e*a+e

15、ps)r0=sqrt(x0-x2)*(x0-x2)+(y0-y2)*(y0-y2)%求半径第五章Matlab上当算程序运转时间一，tic和toc组合计算tic和toc之间那段程序之间的运转时间，它的经典格式为tic。toc复制代码换句话说程序，程序碰到tic时Matlab自动开始计时，运转到toc时自动计算此时与近来一次ti之间的时间。二，etime(t1,t2)并和clock配合来计算t1t2之间的时间差，它是经过调用windows系统的时钟进行时间差计算获取运转时间的，应用的形式t1=clock;。t2=clock;etime(t2,t1)第六章Matlab程序程序一：t1=clock;软

16、件20亮点图像4.JPG);共30页第14页燕山大学课程设计说明书P=rgb2gray(I);%变换为灰度图像level=graythresh(P);%求切割阈值I=im2bw(I);figure;imshow(I);L=bwlabel(I);stats=regionprops(L,Area,ConvexHull,MajorAxisLength,.MinorAxisLength,Eccentricity,Centroid);A=;fori=1:length(stats)A=Astats(i).Area;endmA,ind=max(A);I1=I;I1(find(L=ind)=0;figure;

17、imshow(I1);holdon;1temp=stats(ind).ConvexHull;t=linspace(0,2*pi,500);c1=stats(ind).Centroid;a1=stats(ind).MajorAxisLength;b1=stats(ind).MinorAxisLength;d1=stats(ind).Eccentricity;x1=c1(1)+d1*b1*cos(t);y1=c1(2)+d1*a1*sin(t);共30页第15页燕山大学课程设计说明书m=plot(x1,y1,g-);x2=x1(1,1);y2=y1(1,1);x3=x1(1,30);y3=y1(1

18、,30);x4=x1(1,80);y4=y1(1,80);a=2*(x3-x2);b=2*(y3-y2);n=(x3*x3+y3*y3-x2*x2-y2*y2);d=2*(x4-x3);e=2*(y4-y3);f=(x4*x4+y4*y4-x3*x3-y3*y3);x0=(b*f-e*n)/(b*d-e*a+eps)%求圆心y0=(d*n-a*f)/(b*d-e*a+eps)r0=sqrt(x0-x2)*(x0-x2)+(y0-y2)*(y0-y2)%求半径t2=clock;etime(t2,t1)运转结果及图像：共30页第16页燕山大学课程设计说明书共30页第17页燕山大学课程设计说明书共3

19、0页第18页燕山大学课程设计说明书程序二：应用利用max，min等函数求阈值切割点，最后转变为二值化图像，去噪后利用中值滤波办理clearall;clc;t1=clock;软件20亮点图像4.JPG);figure;imshow(I);%显示原始图像P=rgb2gray(I);%变换为灰度图像m,n=size(P);%获取图像的行数和列数共30页第19页燕山大学课程设计说明书ma=max(max(P);%求最大值mi=min(min(P);%求最小值limen=(ma+mi)/2;%求切割阈值I=(Plimen);%二值化figure;imshow(I);%显示二值化图像L=bwlabel(I

20、);stats=regionprops(L,Area,ConvexHull,MajorAxisLength,.MinorAxisLength,Eccentricity,Centroid);A=;fori=1:length(stats)A=Astats(i).Area;endmA,ind=max(A);I1=I;I1(find(L=ind)=0;figure;imshow(I1);I=im2double(I);K2=medfilt2(I1);figure;imshow(K2);holdon;t=linspace(0,2*pi,700);c1=stats(ind).Centroid;a1=stat

21、s(ind).MajorAxisLength;b1=stats(ind).MinorAxisLength;共30页第20页燕山大学课程设计说明书d1=stats(ind).Eccentricity;x1=c1(1)+d1*b1*cos(t);y1=c1(2)+d1*a1*sin(t);m=plot(x1,y1,g-);x2=x1(1,1);y2=y1(1,1);x3=x1(1,30);y3=y1(1,30);x4=x1(1,80);y4=y1(1,80);a=2*(x3-x2);b=2*(y3-y2);n=(x3*x3+y3*y3-x2*x2-y2*y2);d=2*(x4-x3);e=2*(y

22、4-y3);f=(x4*x4+y4*y4-x3*x3-y3*y3);x0=(b*f-e*n)/(b*d-e*a+eps)%求圆心y0=(d*n-a*f)/(b*d-e*a+eps)r0=sqrt(x0-x2)*(x0-x2)+(y0-y2)*(y0-y2)%求半径t2=clock;etime(t2,t1)运转结果及图像：共30页第21页燕山大学课程设计说明书共30页第22页燕山大学课程设计说明书共30页第23页燕山大学课程设计说明书程序三：先转变灰度图像，利用graythresh等函数惊醒阈值切割clearall;clc;t1=clock;软件20亮点图像4.JPG);P=rgb2gray(I

23、);%变换为灰度图像level=graythresh(P);%求切割阈值I=im2bw(I);figure;imshow(I);I=im2double(I);K2=medfilt2(I1);imshow(K2);L=bwlabel(I);stats=regionprops(L,Area,ConvexHull,MajorAxisLength,.MinorAxisLength,Eccentricity,Centroid);A=;fori=1:length(stats)A=Astats(i).Area;endmA,ind=max(A);I1=I;I1(find(L=ind)=0;figure;ims

24、how(I1);I=im2double(I);subplot(2,1,1);imshow(I);共30页第24页燕山大学课程设计说明书title(原始图像);K2=medfilt2(I1);subplot(2,1,2);imshow(K2);title(去噪后再用中值滤波办理的图像);holdon;t=linspace(0,2*pi,N);c1=stats(ind).Centroid;a1=stats(ind).MajorAxisLength;b1=stats(ind).MinorAxisLength;d1=stats(ind).Eccentricity;x1=c1(1)+d1*b1*cos(t);y1=c1(2)+d1*a1*sin(t);m=plot(x1,y1,g-);x2=x1(1,1);y2=y1(1,1);x3=x1(1,30);y3=y1(1,30);x4=x1(1,80);y4=y1(1,80);a=2*(x3-x2);b=2*(y3-y2);n=(x3*x3+y3*y3-x2*x2-y2*y2);d=2*(x4-x3);e=2*(y4-y3);f