【正文】 目錄一、 課程設(shè)計(jì)目的…………………..………………….…………3二、 課程設(shè)計(jì)要求………………….………………………….….3三、 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容………………..……………………….……3四、 題目分析…………………………………………….………..3五、 總體設(shè)計(jì)……………….…………………………….……….4六、 具體設(shè)計(jì)……………………………………………..…….… 文件……………….………………………………….……….打開………..…………………………………….…………保存…………………………..………………….…………退出……………………..……………………………….…編輯…………………………..…………………………………灰度………………………..………………….……………亮度………………………..………………….……………截圖…………………………..……………….……………縮放…………………………..…………….………………旋轉(zhuǎn)…………………………………..…………………………上下翻轉(zhuǎn)…………………….…………….………………左右翻轉(zhuǎn)………………….…………….…………………9…………………………….…………………噪聲………………………………..…………..………………濾波……………………………………..………..……………直方圖統(tǒng)計(jì)……………………………………………………1頻譜分析………………………………………..…..…………1頻譜圖………………………… …… …… ……….……1通過高通濾波器………………… …… .……………….1通過低通濾波器……………………………….. ……….1灰度圖像處理………………………………………… . …….1二值圖像……………………………………………….. .1創(chuàng)建索引圖像……………………………………… .…..1顏色模型轉(zhuǎn)換……………………………..… ..……………1操作界面設(shè)計(jì)……………………………………..…………15七、 程序調(diào)試及結(jié)果分析………………….……………………15八、 心得體會…………………………….………………………16九、 參考文獻(xiàn)…………………………….………………………17十、 附錄………………………….………………………………18基于MATLAB的圖像處理的課程設(shè)計(jì)摘要： 數(shù)字圖像處理技術(shù)是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一門新興學(xué)科，隨著圖像處理理論和方法的進(jìn)一步完善，使得數(shù)字圖像處理技術(shù)在各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，并顯示出廣闊的應(yīng)用前景。MATLAB既是一種直觀、高效的計(jì)算機(jī)語言,同時又是一個科學(xué)計(jì)算平臺。它為數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化、算法和應(yīng)用程序開發(fā)提供了最核心的數(shù)學(xué)和高級圖形工具。根據(jù)它提供的500多個數(shù)學(xué)和工程函數(shù)，工程技術(shù)人員和科學(xué)工作者可以在它的集成環(huán)境中交互或編程以完成各自的計(jì)算。MATLAB中集成了功能強(qiáng)大的圖像處理工具箱。由于MATLAB語言的語法特征與C語言極為相似，而且更加簡單，更加符合科技人員對數(shù)學(xué)表達(dá)式的書寫格式，而且這種語言可移植性好、可擴(kuò)展性強(qiáng)，再加上其中有豐富的圖像處理函數(shù)，所以MATLAB在圖像處理的應(yīng)用中具有很大的優(yōu)勢。關(guān)鍵詞：MATLAB，數(shù)字圖像處理一、 課程設(shè)計(jì)目的綜合運(yùn)用MATLAB工具箱實(shí)現(xiàn)圖像處理的GUI程序設(shè)計(jì)。二、 課程設(shè)計(jì)要求1）熟悉和掌握MATLAB 程序設(shè)計(jì)方法2）掌握MATLAB GUI 程序設(shè)計(jì)3）學(xué)習(xí)和熟悉MATLAB圖像處理工具箱4）學(xué)會運(yùn)用MATLAB工具箱對圖像進(jìn)行處理和分析三、 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容學(xué)習(xí)MATLAB GUI程序設(shè)計(jì)，利用MATLAB圖像處理工具箱，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)自己的Photoshop 。要求：按照軟件工程方法，根據(jù)需求進(jìn)行程序的功能分析和界面設(shè)計(jì)，給出設(shè)計(jì)詳細(xì)說明。然后按照自己擬定的功能要求進(jìn)行程序設(shè)計(jì)和調(diào)試。 以下幾點(diǎn)是程序必須實(shí)現(xiàn)的功能。1）圖像的讀取和保存。2）設(shè)計(jì)圖形用戶界面，讓用戶能夠?qū)D像進(jìn)行任意的亮度和對比度變化調(diào)整，顯示和對比變換前后的圖像。3）設(shè)計(jì)圖形用戶界面，讓用戶能夠用鼠標(biāo)選取圖像感興趣區(qū)域，顯示和保存該選擇區(qū)域。4）編寫程序通過最近鄰插值和雙線性插值等算法將用戶所選取的圖像區(qū)域進(jìn)行放大和縮小整數(shù)倍的操作，并保存，比較幾種插值的效果。5）圖像直方圖統(tǒng)計(jì)和直方圖均衡，要求顯示直方圖統(tǒng)計(jì)，比較直方圖均衡后的效果。6）能對圖像加入各種噪聲，并通過幾種濾波算法實(shí)現(xiàn)去噪并顯示結(jié)果。比較去噪效果。四、 題目分析信息化社會中，計(jì)算機(jī)在各種信息處理中發(fā)揮著重要的作用。我們可以借助計(jì)算機(jī)，對數(shù)字圖像進(jìn)行處理，以達(dá)到不同的效果。根據(jù)題目的要求，除了實(shí)現(xiàn)要求的功能外，還有很多的功能需要用到。（1）、將一個RGB圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像。（2）、可以對圖像做各種變換，如旋轉(zhuǎn)等。（3）、有時并不需要圖像顯示其細(xì)節(jié)部分，只要其輪廓，這時候不要很高的灰度級。可以把圖像轉(zhuǎn)換為二值圖像，進(jìn)行圖像腐蝕，或是創(chuàng)建索引圖像等。（4）、分析一個圖像的頻譜特征，利用傅里葉變換，將圖像從空間域變換到頻域，然后進(jìn)行各種處理，經(jīng)過高通濾波器或是低通濾波器。（5）、為了科學(xué)地定量描述和使用顏色，人們提出了各種顏色模型，按用途可分為三類：計(jì)算顏色模型，視覺顏色模型和工業(yè)顏色模型。有時為了不同的需要，要對顏色模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換。五、 總體設(shè)計(jì) 由于要實(shí)現(xiàn)的功能并不是很多，所以在排版的過程中，把各個功能都安排在目錄欄上，整體安排如下圖所示： 同時在調(diào)節(jié)亮度時，雖然可以同對話框的形式輸入調(diào)節(jié)的比例系數(shù)，但是這樣效果不好了，不容易調(diào)節(jié)，因此這里考慮用滾動條來調(diào)節(jié)。因此，總體的設(shè)計(jì)界面如下圖所示：六、 具體設(shè)計(jì)、 文件、打開為了讓使用者更方便的使用，所以在設(shè)計(jì)的時候，通過對話框的形式來選擇文件，選擇uigetfile函數(shù)來實(shí)現(xiàn)，uigetfile函數(shù)顯示一個打開文件對話框，該對話框自動列出當(dāng)前路徑下的目錄和文件，由于這個GUI程序的操作對象是圖像文件，所以設(shè)置這里的缺省后綴名為“.bmp”。Uigetfile函數(shù)的調(diào)用格式為[name,path]=yigetfile(…), 在按下對話框中的執(zhí)行按鈕“打開”后，返回選擇的文件名和路徑，分別保存到“name”和“path”中。如果按下取消按鈕或是發(fā)生錯誤，則返回值是0。 根據(jù)返回值的情況，如果是0，則彈出提示錯誤的對話框，否則，通過imread函數(shù)讀出圖像數(shù)據(jù)。、保存同樣也通過對話框的形式來保存圖像數(shù)據(jù)，通過uigetfile函數(shù)選擇文件名和路徑，用getimage（gca）取出坐標(biāo)2變換后的圖像數(shù)據(jù)保存到變量i，最后用imwrite函數(shù)，把數(shù)據(jù)i存到指定的文件。、退出退出比較簡單，程序如下所示：clc。close all。close(gcf)。 、 編輯、灰度由于RGB圖像是三維圖像，所以圖像數(shù)據(jù)是一個三維數(shù)組，為了顯示灰度圖像，把三維圖像降為二維，可以只取其中的二維數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)方法程序?yàn)椋簓=((:,:,1))。 %當(dāng)然也可以選擇(:,:,2) 或(:,:,3) imshow(y)。但是這樣的話，根據(jù)程序所選的不同，圖像數(shù)據(jù)也不同，顯示也就不一樣。另一種方法就是，運(yùn)用rgb2gray函數(shù)實(shí)現(xiàn)彩色圖像到灰度圖像的轉(zhuǎn)換。程序?yàn)椋簓=rgb2gray()。 imshow(y)。這個程序只能用于RGB圖像轉(zhuǎn)換灰度圖像，當(dāng)原始圖像本來就是灰度圖像時，運(yùn)行該程序時就會出錯，但是使用者在使用時有時并不知道這些，為了使該程序更加完善，應(yīng)該在使用者原先圖像時灰度圖像時使用該功能時，應(yīng)該要顯示提示類信息。所以在開始時應(yīng)該要有一個RGB圖像或是灰度圖像的判斷過程。完整的程序如下： if isrgb() y=rgb2gray()。 imshow(y)。else msgbox(39。這已經(jīng)是灰度圖像39。,39。轉(zhuǎn)換失敗39。)。end如果原圖是RGB，執(zhí)行該操作的結(jié)果如下圖：如果原圖本身已經(jīng)是灰度圖像了，執(zhí)行該操作彈出如 右圖所示的提示對話框、亮度用imadjust函數(shù)，其調(diào)用格式如下： g=imadust(f,[low_in high_in],[low_out high_out]),gamma)gamma 表示映射性質(zhì)，默認(rèn)值是1 表示線性映射。由于該函數(shù)有五個參數(shù)需要輸入，為了方便用戶改變，所以這里設(shè)計(jì)一個輸入對話框，用戶通過對話框把五個參數(shù)賦值給[low_in high_in],[low_out high_out],gamma這五個參數(shù)，如下一組命令建立了如圖所示的輸入對話框：prompt={39。輸入?yún)?shù)139。,39。輸入?yún)?shù)239。,39。輸入gamma39。}。defans={39。[0 ]39。,39。[0 1]39。,39。139。}。p=inputdlg(prompt,39。輸入?yún)?shù)39。,1,defans)。但是，這種方法并不能很好的讓用戶能夠?qū)D像進(jìn)行任意的亮度和對比度變化調(diào)整，有時并不事先知道參數(shù)的值要多少，也不關(guān)心，而是任意調(diào)節(jié)的，直到滿意為止。所以應(yīng)該用滑動條來調(diào)節(jié)圖像的亮度和對比度，這樣更適合用戶的使用習(xí)慣。由于imadjust函數(shù)有五個參數(shù)，所以原則上需要設(shè)計(jì)五個滑動條來調(diào)節(jié)對比度，這對用戶來說顯然比較麻煩，因此在設(shè)計(jì)的時候固定其中的三個參數(shù)，通過調(diào)節(jié)兩個參數(shù)的值來改變亮度和對比度。 [0 ],[0 1],，滑動條設(shè)計(jì)如下圖：亮度調(diào)整的tag名為ld，取值范圍0~1，gamma值的tag名為gamma，取值范圍為0~5。獲取滑動條參數(shù)的程序如下：=get(,39。value39。)。=get(,39。value39。)。執(zhí)行該操作，調(diào)節(jié)滑動條到上圖所示位置，結(jié)果如下圖：、截圖在MATLAB中，用函數(shù)imcrop實(shí)現(xiàn)對圖像的剪切操作。該操作剪切的是圖像中的一個矩形子圖，用戶可以通過參數(shù)指定這個矩形四個頂點(diǎn)的坐標(biāo)，也可以交互地用鼠標(biāo)選取這個矩形。Imcrop函數(shù)的調(diào)用格式如下： y=imcrop()。，該函數(shù)都能進(jìn)行操作。下圖就是對三維圖像的截圖：、縮放在MATLAB中，用函數(shù)imresize來實(shí)現(xiàn)對圖像的放大或縮小。插值方法可選用三種方法，最近鄰插值，雙線性插值，雙三次插值。該函數(shù)的調(diào)用格式如下：B＝imresize(A，m，method)其中：參數(shù)method用于指定插值的方法，可選的值為“nearest”(最近鄰法),“bilinear”(雙線性插值)、“bicubic”(雙三次插值)，缺省值為“nearest”。B＝imresizee(A．m，method)表示返回原圖A的m倍放大圖像(m小于1時實(shí)際上是縮小)；下圖就是采用鄰近插值法的放大和縮小圖像，參數(shù)值保持默認(rèn)設(shè)置： 雖然處理后看不出放大的效果，這是由于坐標(biāo)軸限制的原因，如果把處理后的圖片保存起來，再把處理后的文件打開，就可以看到比較明顯的放大效果。 縮小后的結(jié)果如下：、 旋轉(zhuǎn) 、上下翻轉(zhuǎn)函數(shù)flipud是實(shí)現(xiàn)一個二維矩陣的上下翻轉(zhuǎn)，如a=[1 2。3 4],經(jīng)過該函數(shù)處理后，原矩陣變?yōu)閇3 4。1 2]。所以利用該函數(shù)也可以對圖像進(jìn)行上下翻轉(zhuǎn)處理，但由于該函數(shù)針對二維數(shù)據(jù)的處理，所以在寫程序時，要對RGB圖像和灰度圖像分開處理，這就要用到isrgb函數(shù)來判斷，如果是灰度圖像，則可以直接用這個函數(shù)進(jìn)行處理，否則就要對RGB圖像進(jìn)行降維處理， for k=1:3