【正文】 摘 要數(shù)字圖像處理是一門新興技術(shù)，隨著計算機硬件的發(fā)展，數(shù)字圖像的實時處理已經(jīng)成為可能，由于數(shù)字圖像處理的各種算法的出現(xiàn)，使得其處理速度越來越快，能更好的為人們服務(wù)。數(shù)字圖像處理是一種通過計算機采用一定的算法對圖形圖像進行處理的技術(shù)。數(shù)字圖像處理技術(shù)已經(jīng)在各個領(lǐng)域上都有了比較廣泛的應用。圖像處理的信息量很大，對處理速度的要求也比較高。 MATLAB強大的運算和圖形展示功能，使圖像處理變得更加的簡單和直觀。本文介紹了 MATLAB 語言的特點,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行數(shù)字圖像處理，并通過一些例子來說明利用 MATLAB圖像處理工具箱進行圖像處理的方法。主要論述了利用 MATLAB實現(xiàn)數(shù)字圖像增強處理。當然,數(shù)字圖像增強方法有多種。本文主要介紹的增強方法有：空域變換增強、空域濾波增強、頻域增強。 關(guān)鍵詞： MATLAB，數(shù)字圖像處理，圖像增強，空域變換增強，空域濾波增強，頻域增強 AbstractDigital image processing is an emerging technology, with the development of puter hardware, realtime digital image processing has bee possible due to digital image processing algorithms to appear, making it faster and faster processing speed, better for People services .Digital image processing is used by some algorithms puter graphics image processing technology. Digital image processing technology has been in various areas have a relatively wide range of applications. Image processing large amount of information on the processing speed requirement is relatively high. MATLAB powerful puting and graphics display capabilities, so that image processing bees more simple and intuitive. This paper introduces characteristics of MATLAB language and this MATLABbased digital image processing environment, describes how to use the MATLAB Image Processing Toolbox for its digital image processing, and through some examples to illustrate the use of MATLAB Image Processing Toolbox for image processing method. Mainly discusses the use of MATLAB for digital image enhancement processing course,there are a number of digital enhancement method is mainly introduced in this paper : spatial transform enhancement, spatial filtering enhancement, frequency domain enhancement.Keywords: MATLAB, digitalimageprocessing,imageenhancement, spatial transform enhancement,spatial filtering enhancement, frequency domain enhancement.目 錄1 緒 論 1 研究背景 1 課題研究目的和意義 2 22 MATLAB基本知識介紹 2 MATLAB的概述 2 MATLAB產(chǎn)生的歷史背景 3 MATLAB語言的特點 4 MATLAB在圖像處理中的應用 53 數(shù)字圖像處理的基礎(chǔ)知識簡介 6 什么是數(shù)字圖像 6 數(shù)字圖像處理概述 8 基本概念 8 研究內(nèi)容 8 基本特點 9 主要應用 10 圖像處理文件格式 11 MATLAB圖像文件格式 11 圖像類型 124 利用 MATLAB增強圖像清晰度 13 空域變換增強 13 增強對比度 13 圖像求反 15 空域濾波增強 16 基本原理 17 線性平滑濾波器 17 線性銳化濾波器 20 頻域增強 21 基本原理 21 低通濾波 21 高通濾波 235 結(jié)束語 25參考文獻 26致 謝 271 緒 論 研究背景數(shù)字圖像處理最早出現(xiàn)于20世紀50年代，當時的電子計算機已經(jīng)發(fā)展到一定水平，人們開始利用計算機來處理圖形和圖像信息。數(shù)字圖像處理作為一門學科大約形成于20世紀60年代初期。早期的圖像處理的目的是改善圖像的質(zhì)量，它以人為對象，以改善人的視覺效果為目的。圖像處理中，輸入的是質(zhì)量低的圖像，輸出的是改善質(zhì)量后的圖像，常用的圖像處理方法有圖像增強、復原、編碼、壓縮等。首次獲得實際成功應用的是美國噴氣推進實驗室(JPL)。他們對航天探測器徘徊者7號在1964年發(fā)回的幾千張月球照片使用了圖像處理技術(shù)，如幾何校正、灰度變換、去除噪聲等方法進行處理，并考慮了太陽位置和月球環(huán)境的影響，由計算機成功地繪制出月球表面地圖，獲得了巨大的成功。隨后又對探測飛船發(fā)回的近十萬張照片進行更為復雜的圖像處理，以致獲得了月球的地形圖、彩色圖及全景鑲嵌圖，為人類登月創(chuàng)舉奠定了堅實的基礎(chǔ)，也推動了數(shù)字圖像處理這門學科的誕生。在以后的宇航空間技術(shù)，如對火星、土星等星球的探測研究中，數(shù)字圖像處理技術(shù)都發(fā)揮了巨大的作用。數(shù)字圖像處理取得的另一個巨大成就是在醫(yī)學上獲得的成果。1972年英國EMI公司工程師Housfield發(fā)明了用于頭顱診斷的X射線計算機斷層攝影裝置，也就是我們通常所說的CT(Computer Tomograph)。CT的基本方法是根據(jù)人的頭部截面的投影，經(jīng)計算機處理來重建截面圖像，稱為圖像重建。1975年EMI公司又研制出全身用的CT裝置，獲得了人體各個部位鮮明清晰的斷層圖像。1979年，這項診斷技術(shù)獲得了諾貝爾獎，說明它對人類做出了劃時代的貢獻[1]。與此同時，隨著圖像處理技術(shù)的深入發(fā)展，從70年代中期開始，隨著計算機技術(shù)和人工智能、思維科學研究的迅速發(fā)展，數(shù)字圖像處理向更高、更深層次發(fā)展。人們已開始研究如何用計算機系統(tǒng)解釋圖像，實現(xiàn)類似人類視覺系統(tǒng)理解外部世界，這被稱為圖像理解或計算機視覺。很多國家，特別是發(fā)達國家投入更多的人力、物力到這項研究，取得了不少重要的研究成果。圖像理解雖然在理論方法研究上已取得不小的進展，但它本身是一個比較難的研究領(lǐng)域，存在不少困難，因人類本身對自己的視覺過程了解甚少，因此計算機視覺是一個有待人們進一步探索新的領(lǐng)域。 課題研究目的和意義數(shù)字圖像處理(Digital Image Processing)，就是利用數(shù)字計算機或者其他數(shù)字硬件，對從圖像信息轉(zhuǎn)換而得到的電信號進行某些數(shù)學運算，以提高圖像的實用性。例如從衛(wèi)星圖片中提取目標物的特征參數(shù)，三維立體斷層圖像的重建等?？偟膩碚f，數(shù)字圖像處理包括點運算、幾何處理、圖像增強、圖像復原、圖像形態(tài)學處理、圖像編碼、圖像重建、模式識別等。由于計算機處理能力的不斷增強，數(shù)字圖像處理學科在飛速發(fā)展的同時，也越來越廣泛地向許多其他學科快速交叉滲透，使得圖像作為信息獲取以及信息的利用等方面也變得越來越重要。目前數(shù)字圖像處理的應用越來越廣泛，已經(jīng)滲透到工業(yè)、醫(yī)療保健、航空航天、軍事等各個領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟中發(fā)揮越來越大的作用。MathWorks公司推出的 MATLAB軟件是學習數(shù)理知識的好幫手。應用 MATLAB友好的界面和豐富、實用、高效的指令及模塊，可以使人較快認識、理解圖像處理的相關(guān)概念，逐步掌握圖像信號處理的基本方法，進而解決相關(guān)的工程和科研中的問題。圖像是人類獲取和交換信息的主要來源，因此，圖像處理的應用領(lǐng)域必然涉及到人類生活和工作的方方面面。隨著人類活動范圍的不斷擴大，圖像處理的應用領(lǐng)域也將隨之不斷擴大，已在國家安全、經(jīng)濟發(fā)展、日常生活中充當越來越重要的角色,對國計民生的作用不可低估。本論文主要在于提高圖像的清晰度。以某彩色圖像為例，進行圖像邊緣檢測和幾種常見濾波的處理，在前人研究的基礎(chǔ)上突出自己編制程序和調(diào)用函數(shù)的合理配合使用，進而得到獲得高清圖像的方法。2 MATLAB基本知識介紹 MATLAB的概述 MATLAB 是MATrix LABoratory（“矩陣實驗室”）的縮寫，是由美國MathWorks 公司開發(fā)的集數(shù)值計算、符號計算和圖形可視化三大基本功能于一體的，功能強大、操作簡單的語言。是國際公認的優(yōu)秀數(shù)學應用軟件之一。 MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達式與數(shù)學,工程中常用的形式十分相似,故用 MATLAB來解算問題要比用C,FORTRAN等語言完相同的事情簡捷得多。 MATLAB包括擁有數(shù)百個內(nèi)部函數(shù)的主包和三十幾種工具包(Toolbox). MATLAB的符號計算,可視化建模仿真,控制工具包,信號處理工具包,通信工具包等都屬于此類.開放性使 ,所有 MATLAB主包文件和各種工具包都是可讀可修改的文件,用戶通過對源程序的修改或加入自己編寫程序構(gòu)造新的專用工具包. MATLAB產(chǎn)生的歷史背景在70年代中期,Cleve ,這兩個程序庫代表矩陣運算的最高水平.　 到70年代后期,身為美國New Mexico大學計算機系系主任的Cleve Moler,在給學生講授線性代數(shù)課程時,想教學生使用EISPACK和LINPACK程序庫,但他發(fā)現(xiàn)學生用FORTRAN編寫接口程序很費時間,于是他開始自己動