【正文】 加了新功能。 工作空間 (Workspace)， MATLAB 工作空間 作為一個獨立的窗口 ， 其操作相當(dāng)方便 。同時，工具箱內(nèi)的函數(shù)源程序也是開放性的，多為 M 文件，用戶可以查看這些文件的代碼并進(jìn)行更改， MALAB 支持用戶對其函數(shù)進(jìn)行二次開發(fā)，用戶的應(yīng)用程序也可以作為新的函數(shù)添加到相應(yīng)的工具箱中。 更重要的是 ， 在二 值圖像的基礎(chǔ)上 ， 還可以進(jìn)一步對圖像處理 ， 獲得該圖像的一些幾何特征或者其他更多特征 。 圖像的二值化處理就是 將 圖像上的點的灰度置為 0 或 1，也就是 使 整個圖像呈現(xiàn)出明顯的黑白效果。彩色圖像中的每個像素的顏色有 R、 G、 B三個分量決定，而每個分量有 255 種值可取，這樣一個像素點可以有 1600 多萬的顏色的變化范圍。 另外，圖像處理是一門應(yīng)用性很強的學(xué)問，必須與計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展相適應(yīng)。 (5) 圖像處理技術(shù)綜合性強。 (4) 圖像質(zhì)量評價受主觀因素影響。 (3) 數(shù)字圖像中各個像素間的相關(guān)性強，壓縮潛力大。 (2) 占用頻帶較寬。 (1) 信 息量大，要求處理速度比較快。到了 20 世紀(jì) 80 年代，圖像處理技術(shù)進(jìn)入普及期，此時的微機(jī)已經(jīng)能夠擔(dān)當(dāng)起圖形圖像處理的任務(wù)。 圖像處理技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷了初創(chuàng)期、發(fā)展期、普及期和實用化期 4 個階段。是指媒體信息的相互隱藏，常見的有數(shù)字水印和圖像的信息偽裝等。圖像識別屬于模式識別的范疇，其主要內(nèi)容是在圖像經(jīng)過某些預(yù)處理（增強、復(fù)原、壓縮）后，進(jìn)行圖像分割和提取，從而進(jìn)行判別分類。圖像的有意義特征包括圖像的邊緣、區(qū)域等。在滿足一定保真度條件下，對圖像信息進(jìn)行編碼，可以壓縮圖像信息量，簡化圖像的邊式，從而大大壓縮圖像描述的數(shù)據(jù)量，以便存儲和傳輸；圖像壓縮在不同應(yīng)用背景下可以采用不失真壓縮和失真壓縮。 (2) 圖像增強與復(fù)原。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域要求的不同，數(shù)字圖像處理技術(shù)可以分為許多分支技術(shù)。模擬圖像，如照片，即便是使用非常好的底片和相紙，也會隨著時間的流逝而褪色、發(fā)黃，而數(shù)字圖像可以存儲在光盤中，上百年后再用計算機(jī)重現(xiàn)也不會有絲毫的改變。目前的計算機(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像素組成，每個像素的亮度可以量化為 12 位 (即4096 個灰度級 )，這樣的精度是數(shù)字圖像處理與彩色照片的效果相差無幾。 其中顏色量化等級包括單色、四色、 16 色、 128 色、 24 位真彩色等，量化等級越高，則量化誤差越小，圖像的顏色表現(xiàn)力越強。因此，數(shù)字圖像實際上就是被量化的二維采樣數(shù)組。對模擬圖像的處理速度快，但精度和靈活性差，不易查找和判 斷。但就其本質(zhì)來說，可以將圖像分為以下兩大類。由此可見，視覺 信息對人類非常重要。 then, the development of and its application in image processing briefly introduced。 圖像二值化是圖像預(yù)處理中的一項 重要技術(shù)，在模式識別、光學(xué)字符識別、醫(yī)學(xué)成像等方面都有重要應(yīng)用。 南京師范大學(xué)泰州學(xué)院 畢 業(yè) 論 文 題 目 圖像二值化中閾值選取方法的研究 學(xué)生姓名 霍良 學(xué) 號 09090628 專 業(yè) 電子信息工程 班 級 信工院 0906 指導(dǎo)教師 焦蓬蓬 20xx 年 4 月 南京師范大學(xué)泰州學(xué)院本科生畢業(yè) (設(shè)計 )論文 I 摘要 在人類獲取的信息中，視覺信息約占 60%，聽覺約占 20%，其它約占 20%。 論 文介紹了圖像及數(shù)字圖像處理技術(shù)的一些概念和相關(guān)知識 ， 對 軟件的發(fā)展和軟件在圖像處理中的應(yīng)用做了簡要介紹 ， 還介紹了灰度圖像二值化方法以及利用 軟件工具進(jìn)行算法的實現(xiàn)。 in addition, the method of grayscale image binarization and how to implement these algorithms based on are presented. This paper mainly implements the grayscale image binarization method in image segmentation technology, such as Otsu algorithm and Bernsen algorithm, and analyzes and pares the experimental results of the above algorithms. Key words: Image processing, Binarization, Matlab, Otsu algorithm, Bernsen algorithm 南京師范大學(xué)泰州學(xué)院本科生畢業(yè) (設(shè)計 )論文 III 目 錄 摘要 ........................................................ I Abstract ................................................... II 目 錄 ..................................................... III 第一章 緒 論 ................................................ 1 圖像與數(shù)字圖像 .............................................. 1 數(shù)字圖像處理技術(shù)內(nèi)容與發(fā)展現(xiàn)狀 .............................. 2 灰度圖像二值化原理及意義 .................................... 5 第二章 軟件工具 —— MATLAB ..................................... 6 MATLAB 概述 .................................................. 6 MATLAB 的工作環(huán)境 ............................................ 6 MATLAB 圖像處理工具箱 ........................................ 8 工具箱實現(xiàn)的常用功能 ........................................ 9 第三章 圖像二值化方法 ....................................... 11 課題研究對象 ............................................... 11 二值化方法研究動態(tài) ......................................... 14 全局閾值法 ................................................. 18 局部閾值法 ................................................. 19 第四章 Otsu 方法和 Bernsen 方法 ................................ 20 Otsu 算法分析 ............................................... 20 Otsu 方法流程圖 ............................................. 22 Bernsen 算法分析 ............................................ 23 Bernsen 方法流程圖 .......................................... 23 第五章 Otsu 方法和 Bernsen 方法實驗比較 ......................... 25 南京師范大學(xué)泰州學(xué)院本科生畢業(yè) (設(shè)計 )論文 IV Otsu 方法實驗結(jié)果分析 ....................................... 25 Bernsen 方法 實驗 結(jié)果分析 .................................... 27 0tsu 方法和 Bernsen 方法實驗結(jié)果比較 ......................... 29 結(jié)論 ....................................................... 30 參考文獻(xiàn) ................................................... 31 致謝 ....................................................... 31 南京師范大學(xué)泰州學(xué)院本科生畢業(yè) (設(shè)計 )論文 1 第一章 緒 論 圖像與數(shù)字圖像 圖像就是用各種觀測系統(tǒng)觀測客觀世界獲得的且可以直接或間接作用與人眼而產(chǎn)生視覺的實體。同時，圖像又是人類獲取視覺信息的主要途徑，是人類能體驗的最重要、最豐富、信息量最大的信息源。 模擬圖像。 數(shù)字圖像。 一幅數(shù)字圖像都是由若干個數(shù)據(jù)點組成的，每個數(shù)據(jù)點稱為像素 (pixel)。同樣，灰度是單色圖像中像素亮度的表征，量化等級越高，表現(xiàn)力越強。 (2) 處理方便。 數(shù)字圖像處理技術(shù)內(nèi)容與發(fā)展現(xiàn)狀 數(shù)字圖像處理就是采用一定的算法對數(shù)字圖像進(jìn)行處理，以獲得人眼視覺或者某種接受系統(tǒng)所需要的圖像處理過程。重要的分支技術(shù)有： (1) 圖 像變換。主要目的是增強圖像中的有用信息，削弱干擾和噪聲，使圖像更加清晰，或者將其轉(zhuǎn)換為更適合人或機(jī)器分析的形式。 (4) 圖像分割。 (5) 圖像分析。圖像分類常用的經(jīng)典識別方法有統(tǒng)計模式分類和句法模式分類。 以上圖像處理內(nèi)容也并非孤立存在的，往往相互聯(lián)系，而一個實用的圖像處理系統(tǒng)通常需要將幾種圖像處理技術(shù)結(jié)合起來，才能得到所需要的結(jié)果。初創(chuàng)期開始于 20 世紀(jì) 60 年代，當(dāng)時的圖像采用像素型光柵進(jìn)行少秒顯示，大多采用中、 大型機(jī)對其處理。超大規(guī)模集成電路（ Very Large Scale Integration, VLSI）的出現(xiàn)更使處理速度大大提高，設(shè)備造價也進(jìn)一步降低，極大地促進(jìn)了圖形圖像系統(tǒng)的普及和應(yīng)用。目前，數(shù)字圖像處理的信息大多是二維信息，處理信息量很大。與語音信息相 比，數(shù)字圖像占用的頻帶要大幾個數(shù)量級。在圖像畫面上，經(jīng)常有很多像素有相同或接近的灰度。數(shù)字圖像處理后的圖像一般需要給人觀察和評價 ，而人的視覺系統(tǒng)很復(fù)雜，受環(huán)境條件、視覺性能、人的情緒、愛好以及知識狀況影響很大，因此評價結(jié)果受人的主觀因素影響較大。數(shù)字圖像處理技術(shù)中設(shè)計的基礎(chǔ)知識和專業(yè)技術(shù)相當(dāng)廣泛，通常涉及通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、電視技術(shù)以及更多的數(shù)學(xué)、物理等方面的基礎(chǔ)知識。隨著電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的不斷提高和普及，數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)入高速發(fā)展時期。而灰度圖像是 R、 G、 B 三個分量相 同的一種特殊的彩色圖像 ，一個像素點的變化范圍為 255 種 ， 所以在數(shù)字圖像處理 中 一般先將各種格式的圖像轉(zhuǎn)變成灰度圖像以使后續(xù)的圖像的計算量變得少一些 。即將 128 個亮度等級的灰度圖像通過適當(dāng)?shù)?閾 值選取而獲得仍然可以反映圖像整體和局部特 征的二值化圖像。 南京師范大學(xué)泰州學(xué)院本科生畢業(yè) (設(shè)計 )論文 6 第二章 軟件工具 —— MATLAB MATLAB概述 MATLAB 是 Matrix Laboratory 的縮寫，是由美國 MathWorks 公司推出的計算機(jī)軟件，經(jīng)過多年的逐步發(fā)展與不斷完善，現(xiàn)已成為國際公認(rèn)的最優(yōu)秀的科學(xué)計算與數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件之一，是近幾年來在國內(nèi)外廣泛流行的一種可視化科學(xué)計算軟件。 MATLAB 中的數(shù)字圖像是以矩陣形式表示 的，這意味著 MATLAB 強大的矩陣運算能力用于圖像處理非常有利，矩陣運算的語法對 MATLAB 中的數(shù)字圖像同樣適用。 它包含著用戶已建立的變量 ， 而且變量在工作空間中是以矩陣的形式存儲 ； 命令歷史記錄 (Command History)， 主要顯示在命令中已執(zhí)行過的命令 ； 當(dāng)前南京師范大學(xué)泰州學(xué)院本科生畢業(yè) (設(shè)計 )論文 7 路徑窗口 (Current Directory)， 主要顯示當(dāng)前工作在什么路徑下進(jìn)行 ， 包括 M 文件的打開路徑 ，雙擊 M 文件名打開該文件進(jìn)行編輯。為此、相對于以前的版本，也具有一些新的特性。 (4) 增加了 MLint 編碼分析，能輔助用戶完成程序性能分析，提高程序執(zhí)行效率。 MATLAB 可操作的圖像文件包括 BMP、 HDF、JPEG、 PCX、 TIFF、 XWD 等格式。 (2) 圖像增強功能： 圖像增強是數(shù)字圖像處理過程中常用的一種方法，目的是采用一系列技術(shù)去改善圖像的視覺效果或?qū)D像轉(zhuǎn)換成一種更適合于人眼觀察和機(jī)器自動分析的形式。 灰度變換法。因在灰度連續(xù)變化的圖像中，我們通常認(rèn)為與相鄰像素灰度相差很大的突變點為噪聲點，灰度突變代表了一種高頻分量，低通濾波則可以削弱