【正文】 摘 要數(shù)字圖像處理是一門新興技術，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。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。數(shù)字圖像處理技術已經(jīng)在各個領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)圖像增強、二值圖像分析等圖像處理。關鍵詞：MATLAB，數(shù)字圖像處理，圖像增強，二值圖像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 image enhancement,2numeric image and other image processing technologies.Keywords: MATLAB, digitalimageprocessing, imageenhancement,2numeric imageII目 錄 1 緒論 1 課題研究目的及意義 1 國內外研究現(xiàn)狀 2 本課題研究工作與結構安排 32 數(shù)字圖像處理的簡介 4 什么是數(shù)字圖像 4 數(shù)字圖像處理概述 6 基本概念 6 研究內容 6 基本特點 8 主要應用 9 圖像處理文件格式 10 MATLAB圖像文件格式 10 圖像類型 113 MATLAB基本知識介紹 13 MATLAB的概述 13 MATLAB產生的歷史背景 13 MATLAB語言的特點 15 MATLAB在圖像處理中的應用 174 圖像增強 19 空域變換增強 19 增強對比度 19 圖像求反 21 空域濾波增強 23 基本原理 23 線性平滑濾波器 24 非線性平滑濾波器 25 線性銳化濾波器 26 頻域增強 28 基本原理 28 低通濾波 29 高通濾波 305 二值圖像分析 33 引言 33 二值形態(tài)學的基本運算 34 膨脹 34 腐蝕 35 二值分析進行圖像處理綜合應用 36 噪聲濾除 36 邊界提取 386 總結與展望 41 總結 41 展望 41致謝 42參考文獻 43ii1 緒論本章簡略介紹課題的研究目的及意義，該課題國內外研究現(xiàn)狀以及論文內容安排等。 課題研究目的及意義數(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，可以使人較快地認識、理解圖像處理的相關概念，逐步掌握圖像信號處理的基本方法，進而能夠解決相關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。 國內外研究現(xiàn)狀數(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，輸入的是質量低的圖像，輸出的是改善質量后的圖像，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，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，獲得了非凡的成果，為人類登月創(chuàng)舉奠定了堅實的基礎，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，如對火星、土星等星球的探測研究中，數(shù)字圖像處理技術都發(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公司又成功研制出全身用的CT裝置，獲得了人體各個部位鮮明清晰的斷層圖像。1979年，這項無損傷診斷技術獲得了諾貝爾獎，說明它對人類作出了劃時代的貢獻。與此同時，圖像處理技術在許多應用領域受到廣泛重視并取得了重大的開拓性成就，屬于這些領域的有航空航天、生物醫(yī)學工程、工業(yè)檢測、機器人視覺、公安司法、軍事制導、文化藝術等，使圖像處理成為一門引人注目、前景遠大的新型學科。隨著圖像處理技術的深入發(fā)展，從70年代中期開始，隨著計算機技術和人工智能、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。其中代表性的成果是70年代末MIT的Marr提出的視覺計算理論，這個理論成為計算機視覺領域其后十多年的主導思想。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域，存在不少困難，因人類本身對自己的視覺過程還了解甚少，因此計算機視覺是一個有待人們進一步探索新的領域。 本課題研究工作與結構安排 本文主要以MATLAB為工具來實現(xiàn)數(shù)字圖像的處理。全文共分6章，結構安排如下：第一章 緒論，介紹了課題研究目的及意義和國內外研究現(xiàn)狀。第二章 介紹了數(shù)字圖像和數(shù)字圖像處理的基本知識。第三章 介紹了Matlab仿真工具。第四章 介紹了圖像增強的原理及利用MATLAB 來實現(xiàn)圖像增強。第五章 介紹了二值圖像操作原理及利用MATLAB實現(xiàn)二值圖像操作。第六章 總結與展望。2 數(shù)字圖像處理的簡介 什么是數(shù)字圖像所謂數(shù)字圖像就是把傳統(tǒng)圖像的畫面分割成如圖21所示的被成為像素（picture element, 簡稱pixel。有時候也用pel這一簡寫詞）的小的離散點，各像素的灰度值也是用離散值即整數(shù)值來表示的。數(shù)字圖像（digital imagine）和傳統(tǒng)的圖像即模擬圖像(picture)是有差別的。圖21 數(shù)字圖像為了從一般的照片，景物等模擬圖像中得到數(shù)字圖像，需要對傳統(tǒng)的模擬圖像進行采樣與量化兩種操作（二者統(tǒng)稱為數(shù)字化）。1． 采樣采樣（sampling）就是把在時間上和空間上連續(xù)的圖像變成離散點（采樣點，即像素）的集合的一種操作。圖像基本上是在二維平