基于MATLAB的數(shù)字圖像處理仿真分析畢業(yè)論文

摘要數(shù)字圖像處理是一門新興技術(shù)，隨著計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展，其處理能力的不斷增強(qiáng)，數(shù)字圖像的實(shí)時(shí)處理已經(jīng)成為可能。由于數(shù)字圖像處理的各種算法的出現(xiàn)，圖像處理學(xué)科在飛速發(fā)展的同時(shí)逐漸向其他學(xué)科交叉滲透。數(shù)字圖像處理是一種通過計(jì)算機(jī)采用一定的算法對(duì)圖形圖像進(jìn)行處理的技術(shù)。這種處理技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域上都有了比較廣泛的應(yīng)用。MATLAB是一種優(yōu)秀的數(shù)學(xué)工具，具有強(qiáng)大的運(yùn)算功能和圖形展示功能，使圖像處理變得更加的簡(jiǎn)單和直觀。本文介紹了MATLAB語言的特點(diǎn)，包括MATLAB軟件的簡(jiǎn)介和基本使用方法說明。介紹了基于MATLAB圖像處理的實(shí)現(xiàn)和仿真，包含圖像的編輯、圖像的變形、噪聲與濾波以及頻譜分析等。關(guān)鍵詞:MATLAB;數(shù)字圖像處理AbstractDigitalimageprocessingisanemergingtechnology,withthedevelopmentofcomputerhardwareandtheprocessingcapacity,real-timedigitalimageprocessinghasbecomepossible.Duetodigitalimageprocessingalgorithmstoappear,withtherapiddevelopmentofthesubjectofimageprocessing,ithasalsograduallypermeatedtoothersubjects.Digitalimageprocessingisusedbysomealgorithmscomputergraphicsimageprocessingtechnology,andithasbeeninmanyareashaveawiderangeofapplications.MATLABisanexcellentmathtool,andithaspowerfulcomputingandgraphicsdisplaycapabilities.Soitmakesimagesprocessingbecomemoresimpleandintuitive.ThispaperintroducescharacteristicsofMATLABImageProcessingToolboxforitsdigitalimageprocessing,includingtheintroductionofMATLABanditsusage.ThepaperalsointroducesthesimulationandanalysisofimageprocessingbasedonMATLAB,includingthelevelofgray,brightness,scaling,rotating,noise,filtering,andfrequencyanalysis.Keywords:MATLAB;Digitalimageprocessing目錄TOC\o"1-3"\h\u一緒論 1（一）數(shù)字圖像處理概述 1（二）數(shù)字圖像處理目的 1（三）MATLAB軟件基本知識(shí)介紹 2二基于MATLAB數(shù)字圖像處理的實(shí)現(xiàn)和仿真 3（一）使用MATLAB實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的基本運(yùn)算 31、圖像縮放 32、圖像裁剪 53、圖像灰度調(diào)節(jié) 6（二）使用MATLAB對(duì)圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變形 7（三）噪聲 9（四）均值濾波 11（五）頻譜分析 12三總結(jié)與展望 14參考文獻(xiàn) 15致謝 16文獻(xiàn)翻譯 17（一）英文原文 17（二）中文翻譯 20

一、緒論（一）數(shù)字圖像處理概述圖像是一種重要的信息源，圖像處理的最終目的就是要幫助人類理解信息的內(nèi)涵。數(shù)字圖像處理是將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并通過計(jì)算機(jī)記性去除噪聲、增強(qiáng)、復(fù)原、分割、提取特征等處理的過程。影像數(shù)字圖像處理的產(chǎn)生和飛速發(fā)展的因素主要有三個(gè)：一是計(jì)算機(jī)的發(fā)展；而是數(shù)學(xué)的發(fā)展（特別是離散數(shù)學(xué)理論的創(chuàng)立和完善）；三是廣泛的農(nóng)牧業(yè)、林業(yè)、環(huán)境、軍事、工業(yè)和醫(yī)學(xué)等方面的應(yīng)用需求的增長(zhǎng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，圖像處理技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用關(guān)于各個(gè)領(lǐng)域。本文所涉及到的圖像處理都是數(shù)字圖像的處理，與模擬圖像相比，數(shù)字圖像具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：精度高：目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)可以將一幅模擬圖像數(shù)字化為任意的二維數(shù)組，即數(shù)字圖像可以由無限個(gè)像素組成，每個(gè)像素的亮度可以量化為12位（即4096個(gè)灰度級(jí)），這樣的精度使得數(shù)字圖像與彩色照片的效果相差無幾；處理方便：由于數(shù)字圖像本質(zhì)上是一組數(shù)據(jù)，所以可以用計(jì)算機(jī)對(duì)它進(jìn)行任意方式的修改，例如，放大、縮小、改變顏色、復(fù)制和刪除某一部分等；重復(fù)性好：模擬圖像（例如，照片）即便是使用非常好的底片和相紙，也會(huì)隨著時(shí)間的流逝而褪色，發(fā)黃，而數(shù)字圖像可以存儲(chǔ)在光盤中，上百年后再用計(jì)算機(jī)重現(xiàn)也不會(huì)有絲毫的改變。隨著科技的發(fā)展，許多高新知識(shí)都已經(jīng)在圖像處理上得到了廣泛應(yīng)用，并取得了較好的效果。但是一些經(jīng)典的圖像處理方法仍然有其生命力，實(shí)際應(yīng)用中還是離不開一些基本的技術(shù)。圖像理解雖然在理論方法研究上已取得不小的發(fā)展，但它本身是一個(gè)比較難得研究領(lǐng)域，存在不少困難。因此人類本身對(duì)于自己的視覺過程還了解甚少，因此計(jì)算機(jī)視覺是一個(gè)有待人們進(jìn)一步探索的新的領(lǐng)域。（二）數(shù)字圖像處理目的數(shù)字圖像處理的目的一般而言，對(duì)圖像進(jìn)行加工和分析主要有一下三個(gè)方面的目的。1、提高圖像的視覺感受質(zhì)量，以達(dá)到賞心悅目的目的。例如，去除圖像中的噪聲，改變圖像的亮度、顏色，增強(qiáng)圖像中的某些成分、抑制某些成分，對(duì)圖像進(jìn)行幾何變換等，從而改善圖像的質(zhì)量，以實(shí)現(xiàn)或真實(shí)的、或清晰的、或色彩豐富的、或意想不到的藝術(shù)效果。2、提取圖像中包含的某些特征或特殊信息，以便于計(jì)算機(jī)分析，如常用做模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺的預(yù)處理等等。這些特征包括很多方面，如頻域特性、灰度/顏色特性、邊界/區(qū)域特性、紋理特性、形狀/拓?fù)涮匦砸约瓣P(guān)系結(jié)構(gòu)等。3、對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行變換、編碼或壓縮，以便于圖像的存儲(chǔ)和傳輸（三）MATLAB軟件介紹MATLAB是由美國(guó)MathWork公司推出的用于數(shù)值計(jì)算和圖形處理的軟件。MATLAB中除主包外，還包含許多功能各異的工具箱，用于解決各個(gè)領(lǐng)域的待定問題。它的工具箱主要有通信、控制系統(tǒng)、濾波器設(shè)計(jì)、圖像處理、非線性控制設(shè)計(jì)、系統(tǒng)識(shí)別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、最優(yōu)化、模糊邏輯、信號(hào)處理、魯棒控制、統(tǒng)計(jì)等。借助于這些工具箱，用戶可以非常方便的進(jìn)行分析、計(jì)算及設(shè)計(jì)工作。MATLAB是一種用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)科學(xué)計(jì)算語言和交互式環(huán)境。使用MATLAB，用戶可以使用較傳統(tǒng)的編程語言更快的解決科學(xué)計(jì)算問題。MATLAB是由MATRIX和LABORATORY兩個(gè)英文單詞的前三個(gè)字母組合而成的。MATLAB是一套優(yōu)秀的數(shù)值計(jì)算應(yīng)用軟件，它集數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、可視化功能與開放式環(huán)境于一體，并且還附帶了三十多種面向不同領(lǐng)域的工具箱，使得它成為科學(xué)領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和分析、算法研究和應(yīng)用開發(fā)的主要工具之一，它在信號(hào)數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)建模和仿真、科學(xué)和工程繪圖以及應(yīng)用程序開發(fā)等方面得到了廣泛的應(yīng)用。被稱為第四代計(jì)算機(jī)語言的MATLAB，利用其豐富的函數(shù)資源，使編程人員從繁瑣的程序代碼中解放出來，MATLAB最突出的特點(diǎn)就是簡(jiǎn)潔。MATLAB用更直觀的符合人們思維習(xí)慣的代碼，代替了C和FORTRAN語言的冗長(zhǎng)代碼。為此，MATLAB已經(jīng)成為目前使用最為廣泛的工程應(yīng)用軟件。MANLAB的圖像處理工具箱功能十分強(qiáng)大，支持的圖像文件格式豐富，如BMP、JEPG、GIF、TIFF、PCX、HDF、XWD、PNG等。MATLAB提供了15類圖像處理函數(shù)，涵蓋了包括近期研究成果在內(nèi)的幾乎所有的圖像處理方法。這些函數(shù)按其功能可以分為：圖像顯示；圖像文件I/O；幾何操作；像素和統(tǒng)計(jì)處理；圖像分析；圖像增強(qiáng)；線性濾波；線性二元濾波設(shè)計(jì)；圖像變換；鄰域和塊處理；二進(jìn)制圖像操作；區(qū)域處理；顏色映像處理；顏色空間變換；圖像類型和類型轉(zhuǎn)換。利用這些圖像處理工具箱，并結(jié)合其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，我們可以不必關(guān)心圖像文件的格式、讀寫、顯示等細(xì)節(jié)。而把精力集中在算法研究上，大大提高了工作效率。而且在測(cè)試這些算法時(shí)既可以方便地得到統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，同時(shí)又可得到直觀圖示。MATLAB給用戶帶來的是最直觀最簡(jiǎn)潔的程序開發(fā)環(huán)境，其主要特點(diǎn)有：1、語言簡(jiǎn)潔緊湊，使用方便靈活，可函數(shù)極其豐富；2、運(yùn)算豐富；3、既具有結(jié)構(gòu)化的控制語句，又有面向?qū)ο缶幊痰奶匦裕?、程序限制不嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大；5、程序的可移植性很好，基本不用修改就可以在各種型號(hào)的計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)上運(yùn)行；6、圖形功能強(qiáng)大；7、具有強(qiáng)大的工具箱；8、源程序的開放性第二章基于MATLAB數(shù)字圖像處理的實(shí)現(xiàn)和仿真使用MATLAB實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的基本運(yùn)算1、圖像縮放圖像的縮放是指在保持原有的圖像形狀的基礎(chǔ)上對(duì)圖像的大小進(jìn)行擴(kuò)大或縮小。例如對(duì)于行數(shù)為m列數(shù)為n的圖像，通過放大可以將圖像變?yōu)樾袛?shù)為2×m，列數(shù)為2×n的矩陣，在此過程中用到圖像的差值算法。在MATLAB中，進(jìn)行圖像縮放的函數(shù)式imresize，它的常見調(diào)用方法如下：B=imresize(A,scale)B=imresize(A,[mrowsncols])B=imresize(A,scale,method)其中，A是要進(jìn)行縮放的圖像矩陣，scale是進(jìn)行縮放的倍數(shù)，如果scale小于1，則進(jìn)行縮小操作，如果scale大于1，則進(jìn)行放大操作。[mrowsncols]用于指定縮放后圖像的行數(shù)和列數(shù)，method用于指定的圖像縮放方法，有nearest（最近鄰法）、bilinear（雙線性插值）、bicublic（雙三次插值）等算法。i=imread('xx.png');[m,n]=size(i);j1=imresize(i,0.2);%放大0.2倍j2=imresize(i,8,'nearest');%最鄰近插值法放大8倍j3=imresize(i,[8*m8*n],'bilinear');%雙線性插值法放大8倍figure;subplot(2,2,1);imshow(i);subplot(2,2,2);imshow(j1);subplot(2,2,3);imshow(j2);subplot(2,2,4);imshow(j3);在這個(gè)程序中，對(duì)一幅圖像使用不同的插值方法，進(jìn)行了縮小和放大操作。程序運(yùn)行結(jié)果如下圖2.1.1所示，期中左上圖為原圖像xx；右上圖為原圖像放大（即縮?。?.2倍后的圖像；左下圖為原圖像使用最鄰近方法放大8倍后的圖像；右下圖為原圖像使用雙線性方法放大8倍后的圖像。圖2.1.12、圖像裁剪圖像的裁剪是指將圖像不需要的部分切除，只保留感興趣的部分。在MATLAB中，圖像裁剪的函數(shù)式imcrop，它的常見調(diào)用方法如下：I0=imcropI0=imcrop(I,rect)其中第一種調(diào)用方法是交互式的操作，即首先顯示一幅圖像，然后執(zhí)行這條命令，用鼠標(biāo)在圖像中選中感興趣的區(qū)域，然后這個(gè)感興趣的區(qū)域就會(huì)存儲(chǔ)在矩陣I0中。第二種調(diào)用方法rect規(guī)定了裁剪后的圖像的區(qū)域。（1）圖像的交互式裁剪。i=imread('xx.png');%讀取圖像figure,imshow(i)i0=imcrop;%交互式裁剪figure,imshow(i0);在這個(gè)程序中，首先顯示了一幅圖像，然后在這個(gè)圖像上進(jìn)行了交互式操作，選取感興趣的區(qū)域，然后顯示感興趣的區(qū)域。程序運(yùn)行結(jié)果如下圖2.2.1-1所示，其中左圖為原圖xx，右圖為交互式裁剪后得到的圖像。圖2.1.2-1（2）圖像的參數(shù)式裁剪i=imread('xx.png');%讀取i2=imcrop(i,[7568130112]);%規(guī)定裁剪區(qū)域的起始位置imshow(i),figure,imshow(i2)程序運(yùn)行的結(jié)果如下圖2.1.2-2所示，其中左圖像為原圖像xx，右圖為參數(shù)式裁剪后得到的圖像。圖2.1.2-23、圖像灰度調(diào)節(jié)MATLAB圖像處理工具箱中提供的imadjust函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)圖像的灰度變換，使對(duì)比度增強(qiáng)，其語法格式為：j=imadjust(i,[lowhigh],[bottom,top],gamma)其功能是：返回圖像i經(jīng)過直方圖調(diào)整后的圖像j。[lowhigh]為原圖像中藥變換的灰度范圍，[bottomtop]指定變化后的灰度范圍，兩者的默認(rèn)值均為[0,1]。gamma為矯正量,其取值決定了輸入圖像到輸出圖像的灰度影射方式，即決定了增強(qiáng)低灰度還是增強(qiáng)高灰度。如果gamma等于1時(shí)，為線性變換；如果gamma大于1時(shí)，那么影射加權(quán)后的灰度值比原來??；如果gamma小于1時(shí)，那么影射將會(huì)對(duì)圖像的像素值加權(quán)。I=imread('jc.bmp');J=imadjust(I,[0.2,0.4],[]);subplot(211),imshow(I);subplot(212),imshow(J);圖2.1.3使用MATLAB對(duì)圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變形圖像的旋轉(zhuǎn)是指使圖像做某一角度的轉(zhuǎn)動(dòng)。在MATLAB中，圖像旋轉(zhuǎn)的函數(shù)式imrotate，同imresize函數(shù)一樣，imrotate函數(shù)需要調(diào)用圖像插值法，對(duì)旋轉(zhuǎn)后的圖像進(jìn)行插值。Imrotate函數(shù)的常見調(diào)用方法如下。B=imrotate(A,angle)B=imrotate(A,angle,method)B=imrotate(A,angle,method,bbox)其中A是要旋轉(zhuǎn)的圖像，angle是要旋轉(zhuǎn)的角度，method是插值的方法，可以作為nearest、bilinear、bicubic等。bbox是是指旋轉(zhuǎn)后的顯示方式，有兩種選擇，一種是crop，旋轉(zhuǎn)后的圖像跟原圖像一樣大??；另一種是loose，旋轉(zhuǎn)后的圖像包含原圖。i=imread('xx.png');%讀取圖像j1=imrotate(i,-45,'bicubic');%使用bicubic插值順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45度j2=imrotate(i,45,'bilinear','crop');%使用crop方式顯示旋轉(zhuǎn)后的圖像j3=imrotate(i,45,'bilinear','loose');%使用loose方式顯示旋轉(zhuǎn)后的圖像figure;subplot(221);imshow(i);subplot(222);imshow(j1);subplot(223);imshow(j2);subplot(224);imshow(j3);圖2.2（三）噪聲數(shù)字圖像中往往存在各種各樣的噪聲，噪聲是獲得的圖像像素值，不能反映真實(shí)場(chǎng)景亮度的誤差，數(shù)字圖像的噪聲主要來源于圖像的獲?。〝?shù)字化過程）和傳輸過程。根據(jù)圖像的獲取方法不同，有很多引入圖像噪聲的方法。（1）如果圖像是通過掃描照片得到的，則照片上的灰塵是噪聲源，另外，照片損壞和掃描的過程本身都會(huì)引入噪聲。如果圖像直接由數(shù)字設(shè)備得到，則獲取圖像數(shù)據(jù)的設(shè)備會(huì)引入噪聲。（3）圖像數(shù)據(jù)的傳輸會(huì)引入噪聲。為了模擬不同方法的去噪效果，MATLAB圖像處理工具箱中使用imnoise函數(shù)對(duì)一幅圖像加入不同的噪聲。它的常見調(diào)用方法如下：j=imnoise(I,type,parameters)其中i表示要加入噪聲的圖像，type表示不同類型的噪聲，parameters是指不同類型噪聲的參數(shù)，如對(duì)于高斯噪聲而言，即均值和方差，j是返回的含有噪聲的圖像。i=imread('cj.png');j1=imnoise(i,'salt&pepper',0.02);%加入椒鹽噪聲j2=imnoise(i,'gaussian',0,0.01);%加入高斯白噪聲j3=imnoise(i,'poisson');%加入泊松噪聲j4=imnoise(i,'speckle',0.04);%加入乘法噪聲imshow(i);figure;subplot(221),imshow(j1);subplot(222),imshow(j2);subplot(223),imshow(j3);subplot(224),imshow(j4);圖2.3.1沒有噪聲的原圖像圖2.3.2加入各噪聲后的圖像在這個(gè)程序中，首先讀取一幅圖像，如圖2.3.1所示。然后在這幅圖像中加入4種不同類型的噪聲，加入噪聲后的圖像如圖2.3.2所示，其中左上圖為加入椒鹽噪聲后的圖像；右上圖為加入高斯白噪聲后的圖像；左下圖為加入泊松噪聲后的圖像；右下圖為加入乘法噪聲后的圖像。（四）均值濾波均值濾波器的原理類似于中值濾波器，中值濾波器輸出的像素值為相應(yīng)像素鄰域內(nèi)的中值，而均值濾波器輸出的像素值為相應(yīng)像素鄰域內(nèi)的平均值，這使得對(duì)于粒狀噪聲可以很好的被濾除。在MATLAB中，線性vboqi的函數(shù)為imfilter,它的常見調(diào)用方式如下：B=imfilter（A,H）B=imfilter（A，H,option1,option2,……）其中A是輸入的圖像，H是多維濾波器，option1、option2是一些可選的參數(shù)，B是返回的濾波后的圖像，與A有著相同的數(shù)據(jù)類型和維數(shù)。下面的例子使用相同權(quán)重的5×5的濾波器進(jìn)行濾波，這類濾波器成為均值濾波器。濾波后的結(jié)果如圖2.4所示。I=imread(‘cj.png’);%h=ones(5,5);i2=imfilter(I,h);subplot(121),imshow(i);subplot(122),imshow(i2);圖2.4（五）頻譜分析圖像的頻率是表征圖像中灰度變化劇烈程度的指標(biāo)，它是灰度在平面空間上的梯度，例如，大面積的沙漠在圖像中是一片灰度變化緩慢的區(qū)域，其對(duì)應(yīng)的頻率值很低；而對(duì)于地表屬性變化劇烈的邊緣區(qū)域在圖像中則是一片灰度變化劇烈的區(qū)域，其對(duì)應(yīng)的頻率值較高。傅里葉變換是最簡(jiǎn)單的正交變換，它是裂解其他變換的基礎(chǔ)，同時(shí)傅里葉變換也是應(yīng)用最廣泛的一種正交變換。傅里葉變換建立了從時(shí)域到頻域的橋梁，而傅里葉反變換則建立了從頻域到時(shí)域的橋梁。傅里葉變換在實(shí)際中有非常明顯的物理意義。若f是一個(gè)能量有限的模擬信號(hào)，則其傅里葉變換就表示f的譜。用fft2函數(shù)對(duì)二維數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傅里葉變換，其調(diào)用的形式如下：z=fft2(x,m,n)其中，x為輸入的二維圖像數(shù)據(jù)矩陣，其數(shù)據(jù)類型為double型。m、n分別表示進(jìn)行二維離散傅里葉變換的長(zhǎng)與寬，若x的尺寸與m×n不符，則會(huì)對(duì)x采取相應(yīng)的填充或截取操作。若參數(shù)省略，則進(jìn)行二維傅里葉變換的點(diǎn)數(shù)與x的尺寸相同。返回值z(mì)為m×n的二維矩陣，它表示離散傅里葉變換后的頻域圖像。x=imread('cj.png');y=im2double(x);imshow(y),figurez=fft2(y)imshow(log(1+abs(z)),[]),figure圖2.5在這個(gè)程序中，首先將圖像的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為double型，再將其輸出入到fft2函數(shù)中，其次，由于圖像的低頻部分能量非常集中，其值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高頻分量值，所以導(dǎo)致頻域圖像的動(dòng)態(tài)范圍非常大，如果正常顯示的話，高頻部分的信息幾乎無法看清，所以在顯示前使用log對(duì)數(shù)函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，目的是為了顯示清晰，這種顯示方法在顯示頻域圖像時(shí)會(huì)經(jīng)常用到。第三章總結(jié)與展望（一）總結(jié)本文主要介紹了數(shù)字圖像處理的理論知識(shí)以及MATLAB語言的特點(diǎn)，基于MATLAB的數(shù)字圖像處理環(huán)境，介紹了如何利用MATLAB及其圖像處理工具箱進(jìn)行基本的數(shù)字圖像處理，包括對(duì)圖像的基本編輯及分析。綜合學(xué)習(xí)使用MATLAB軟件對(duì)于圖像處理的基本知識(shí)，給出部分MATLAB實(shí)例和圖像處理效果，使讀者能夠更好地理解和掌握使用MATLAB圖像處理工具箱函數(shù)進(jìn)行圖像處理的方法。（二）展望從數(shù)字圖像處理技術(shù)應(yīng)用的開始到其成為一門較獨(dú)立的學(xué)科，圖像處理結(jié)合景物理解、機(jī)器視覺、真實(shí)感影響和科學(xué)計(jì)算等方面有了長(zhǎng)足的發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)和各個(gè)研究領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，圖像處理已經(jīng)成為人們認(rèn)識(shí)世界、改造世界的重要手段。圖像處理是人類視覺延續(xù)的重要手段，使人們可以看到任意波長(zhǎng)上所測(cè)得的圖像，如伽馬相機(jī)、X光機(jī)，紅外和超聲圖等；可以看到內(nèi)部圖像，例如用CT可以看到斷層圖像，實(shí)現(xiàn)了人類長(zhǎng)期以來的夢(mèng)想；可以看到立體圖像和剖視圖像。數(shù)字圖像處理在實(shí)際中得到了廣泛應(yīng)用，幾乎覆蓋了所有的社會(huì)生活領(lǐng)域，特別是在遙感、航空航天、通信、生物和醫(yī)學(xué)、安全監(jiān)控、工業(yè)生產(chǎn)、視頻和多媒體、機(jī)器人視覺、物理和化學(xué)分析、公安和軍事等領(lǐng)域，它在國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和日常生活中已經(jīng)起到越來越重要的作用。參考文獻(xiàn)[1]朱習(xí)軍等.MATLAB在信號(hào)與圖像處理中的應(yīng)用[M].北京電子工業(yè)出版社2009.3[2]高展宏，徐文波.基于MATLAB的圖像處理案例教程[M].北京：清華大學(xué)出版社[3]李從利，易維寧.數(shù)字圖像處理--理論、算法及實(shí)現(xiàn)[M].安徽：全國(guó)百佳圖書出版社2012.9[4]張強(qiáng)，王正林.精通MATLAB圖像處理（第二版）[M].北京電子工業(yè)出版社，2012.4[5]段一平,李浩攀.MATLAB在圖像處理中的應(yīng)用[J].科技信息.2009(10)[6]尹鳳領(lǐng),霍丙全.圖像處理技術(shù)的Matlab實(shí)現(xiàn)[J].科技信息.2007(05)[7]周偉.基于MATLAB的數(shù)字圖像處理技術(shù)概述[J].信息與電腦(理論版).2010(05)[8]周廣芬,李鵬,楊久義.利用MATLAB圖像處理工具箱進(jìn)行圖形數(shù)字化的研[J].河北科技大學(xué)學(xué)報(bào).2005(04)[9]劉中合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,whatwecallinthisbookdigitalimageprocessingencompassesprocesseswhoseinputsandoutputsareimagesand,inaddition,encompassesprocessesthatextractattributesfromimages,uptoandincludingtherecognitionofindividualobjects.Asasimpleillustrationtoclarifytheseconcepts,considertheareaofautomatedanalysisoftext.Theprocessesofacquiringanimageoftheareacontainingthetext.Preprocessingthatimages,extracting(segmenting)theindividualcharacters,describingthecharactersinaformsuitableforcomputerprocessing,andrecognizingthoseindividualcharactersareinthescopeofwhatwecalldigitalimageprocessinginthisbook.Makingsenseofthecontentofthepagemaybeviewedasbeinginthedomainofimageanalysisandevencomputervision,dependingonthelevelofcomplexityimpliedbythestatement“makingsense.”（二）中文翻譯數(shù)字圖像處理方法的研究1緒論數(shù)字圖像處理方法的研究源于兩個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域:其一是為了便于人們分析而對(duì)圖像信息進(jìn)行改進(jìn)；其二是為了使機(jī)器自動(dòng)理解而對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、傳輸及顯示。數(shù)字圖像處理的概念一幅圖像可定義為一個(gè)二維函數(shù)f(x,y)，這里x和y是空間坐標(biāo)，而在任何一對(duì)空間坐標(biāo)f(x,y)上的幅值f稱為該點(diǎn)圖像的強(qiáng)度或灰度。當(dāng)x，y和幅值f為有限的、離散的數(shù)值時(shí)，稱該點(diǎn)是由有限的元素組成的，沒一個(gè)元素都有一個(gè)特定的位置和幅值，這些元素稱為圖像元素、畫面元素或象素。象素是廣泛用于表示數(shù)字圖像元素的詞匯。在第二章，將用更正式的術(shù)語研究這些定義。視覺是人類最高級(jí)的感知器官，所以，毫無疑問圖像在人類感知中扮演著最重要的角色。然而，人類感知只限于電磁波譜的視覺波段，成像機(jī)器則可覆蓋幾乎全部電磁波譜，從伽馬射線到無線電波。它們可以對(duì)非人類習(xí)慣的那些圖像源進(jìn)行加工，這些圖像源包括超聲波、電子顯微鏡及計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像。因此，數(shù)字圖像處理涉及各種各樣的應(yīng)用領(lǐng)域。圖像處理涉及的范疇或其他相關(guān)領(lǐng)域(例如，圖像分析和計(jì)算機(jī)視覺)的界定在初創(chuàng)人之間并沒有一致的看法。有時(shí)用處理的輸人和輸出內(nèi)容都是圖像這一特點(diǎn)來界定圖像處理的范圍。我們認(rèn)為這一定義僅是人為界定和限制。例如，在這個(gè)定義下，甚至最普通的計(jì)算一幅圖像灰度平均值的工作都不能算做是圖像處理。另一方面，有些領(lǐng)域(如計(jì)算機(jī)視覺)研究的最高目標(biāo)是用計(jì)算機(jī)去模擬人類視覺，包括理解和推理并根據(jù)視覺輸人采取行動(dòng)等。這一領(lǐng)域本身是人工智能的分支，其目的是模仿人類智能。人工智能領(lǐng)域處在其發(fā)展過程中的初期階段，它的發(fā)展比預(yù)期的要慢得多，圖像分析(也稱為圖像理解)領(lǐng)域則處在圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺兩個(gè)學(xué)科之間。從圖像處理到計(jì)算機(jī)視覺這個(gè)連續(xù)的統(tǒng)一體內(nèi)并沒有明確的界線。然而，在這個(gè)連續(xù)的統(tǒng)一體中可以考慮三種典型的計(jì)算處理(即低級(jí)、中級(jí)和高級(jí)處理)來區(qū)分其中的各個(gè)學(xué)科。低級(jí)處理涉及初級(jí)操作，如降低噪聲的圖像預(yù)處理，對(duì)比度增強(qiáng)和圖像尖銳化。低級(jí)處理是以輸人、輸出都是圖像為特點(diǎn)的處理。中級(jí)處理涉及分割〔把圖像分為不同區(qū)域或目標(biāo)物)以及縮減對(duì)目標(biāo)物的描述，以使其更適合計(jì)算機(jī)處理及對(duì)不同日標(biāo)的分類(識(shí)別)。中級(jí)圖像處理是以輸人為圖像，但輸出是從這些圖像中提取的特征(如邊緣、輪廓及不同物體的標(biāo)識(shí)等)為特點(diǎn)的。最后，高級(jí)處理涉及在圖像分析中被識(shí)別物體的總體理解，以及執(zhí)行與視覺相關(guān)的識(shí)別函數(shù)(處在連續(xù)統(tǒng)一體邊緣)等。根據(jù)上述討論，我們看到，圖像處理和圖像分析兩個(gè)領(lǐng)域合乎邏輯的重疊區(qū)域是圖像中特定區(qū)域或物體的識(shí)別這一領(lǐng)域。這樣，在本書中，我們界定數(shù)字圖像處理包括輸人和輸出均是圖像的處理，同時(shí)也包括從圖像中提取特征及識(shí)別特定物體的處理。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的文本自動(dòng)分析方面的例子來具體說明這一概念。在自動(dòng)分析文本時(shí)首先獲取一幅包含文本的圖像，對(duì)該圖像進(jìn)行預(yù)處理，提取(分割)字符，然后以適合計(jì)算機(jī)處理的形式描述這些字符，最后識(shí)別這些字符，而所有這些操作都在本書界定的數(shù)字圖像處理的范圍內(nèi)。理解一頁的內(nèi)容可能要根據(jù)理解的復(fù)雜度從圖像分析或計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域考慮問題?；贑8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與