【正文】 二進制存儲位數(shù)b為: b=log(2m)N*M=N*N*m(bit) ()例如，灰度級為256級(m=8)的512512的一幅數(shù)字圖像，需要大約210萬個存儲位。由于圖像陣列很大，直接在空間域中進行處理，涉及計算量很大。圖像增強和復(fù)原的目的是為了提高圖像的質(zhì)量，如去除噪聲，提高圖像的清晰度等。因此，對圖像分割的研究還在不斷深入之中，是目前圖像處理中研究的熱點之一。圖像分類常采用經(jīng)典的模式識別方法，有統(tǒng)計模式分類和句法(結(jié)構(gòu))模式分類，近年來新發(fā)展起來的模糊模式識別和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式分類在圖像識別中也越來越受到重視。(3) 數(shù)字圖像中各個像素是不獨立的，其相關(guān)性大。由于人的視覺系統(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，作為圖像質(zhì)量的評價還有待進一步深入的研究。(3) 工業(yè)應(yīng)用CAD 和CAM技術(shù)用于模具、零件制造、服裝、印染業(yè)；零件、產(chǎn)品無損檢測，焊縫及內(nèi)部缺陷檢查；交通管制、機場監(jiān)控；火車車皮識別等。文件內(nèi)容包括：文件頭（一個BITMAP FILEHEADER數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)），位圖信息數(shù)據(jù)塊（位圖信息頭BITMAP INFOHEADER和一個顏色表）和圖像數(shù)據(jù)。8位Zpixmaps,XYbitmaps,1位XYpixmaps。如果圖像矩陣為雙精度類型，第一點的值對應(yīng)于顏色圖的第一行，第二點對應(yīng)于顏色圖的第二行，依次類推。二進制圖像可以保存為雙精度或uint8類型的雙精度數(shù)組，顯然使用uint8類型更節(jié)省空間。第一類，直接在圖像所在的空間進行處理，也就是在像素組成的空間里直接對像素進行操作；第二類，在圖像的變化域?qū)D像進行間接處理[5]。實際中往往是通過原圖中某兩個灰度值之間的動態(tài)范圍來實現(xiàn)的（如圖41）。original image39。f3=255。 g(i,j)=0。contrast image39。A=imread(39。 例如：figure；imshow(I6)。普通的黑白底片和照片就是這樣的關(guān)系。original image39。 if(f=0)amp。為在鄰域內(nèi)實現(xiàn)增強操作，常可利用模板與圖像進行卷積。因為高頻分量對應(yīng)圖像中的區(qū)域邊緣等灰度值具有較大較快變化的部分，濾波器將這些分量濾去可使圖像平滑。這種方法稱為鄰域平均法[4]。)。)。average39。parameter：①gaussian時，J=imnoise(I,type,m,v),m為高斯分布的數(shù)學(xué)期望，其默認值為零；v為高斯分布的方差，；②salt amp。具體步驟：(1) 將模板在圖像中漫游，并將模板中心和圖像某個像素的位置重合；(2) 讀取模板下對應(yīng)像素的灰度值；(3) 將這些灰度值從小到大排成一列；(4) 找出這些值排在中間的一個；(5) 將這個中間值賦給對應(yīng)模板中心位置的像素。 pepper39。)中值濾波的結(jié)果如圖45所示：圖45 中值濾波前后對比 在上面的程序中，用到了medfilt2()函數(shù)， 該函數(shù)用于對指定圖像進行中值濾波，其常用語法格式為：B=fspecial(A,[m,n]),其中A 為輸入圖像，B是中值濾波輸出圖像，[m,n]指定濾波器模板大小，默認為3*3。 MATLAB代碼所示：figure。%拉普拉斯濾波im2=filter2(h1,im1)。highpass filtering laplacian image39。頻域增強的主要步驟是：(1) 技術(shù)所需增強圖的傅立葉變換；(2) 將其與一個（根據(jù)需要設(shè)計的）轉(zhuǎn)移函數(shù)相乘；(3) 再將結(jié)果進行傅立葉反變換以得到增強的圖；頻域增強的兩個關(guān)鍵步驟：(1) 將圖像從空域轉(zhuǎn)換到頻域所需的變換及將圖像從頻域空間轉(zhuǎn)換回空域所需的變換；(2) 在頻域空間對圖像進行增強加工操作；常用的頻域增強方法有低通濾波和高通濾波。im1= rgb2gray(im)。%2D fast Fourier transformg=fftshift(g)。 result(i,j)=h*g(i,j)。實際應(yīng)用中，為了減少圖像中面積大且緩慢變化的成分的對比度，有時讓0頻率處的增益小于單位1更合適。salt amp。%雙精度型g=fft2(f)。 if d==0 h=0。)原圖和處理結(jié)果如圖48所示：圖48上圖分別為加椒鹽噪聲和高通濾波圖 5 結(jié)束語本文在前人研究的基礎(chǔ)上，增加了 MATLAB語言在圖像處理中的應(yīng)用價值，利用 MATLAB語言及其圖像處理工具箱進行數(shù)字圖像處理。大學(xué)期間，尤其是畢業(yè)論文完成期間，有很多可敬的老師和同學(xué)給予了我無私幫助。其次在設(shè)計的過程中，感謝給予我?guī)椭耐瑢W(xué)們，在此對其表示感謝。本次畢業(yè)設(shè)計從課題選題、信息收集到論文的撰寫都是在李亞蘭老師全面、具體、耐心的指導(dǎo)下進行的。在完成本次畢業(yè)論文的過程中，使我對各種圖像處理功能的作用有了更深的了解，其中包括：空域變換、空域濾波、頻域增強等功能對圖像處理效果的影響。X2=ifft2(result)。d0=5。salt amp。39。%取實部，再化成8位無符號整型subplot(122),imshow(X3),title(39。%二階巴特沃斯濾波器，截止頻率為50HZn1=fix(N1/2)。%加高斯白噪聲subplot(121),imshow(im2),title(39。Butterworth 低通濾波器是一種物理上可以實現(xiàn)的低通濾波器，n階，截斷頻率為d0的Butterworth低通濾波器的轉(zhuǎn)移函數(shù)為：H（u，v）=用 MATLAB實現(xiàn)Butterworth低通濾波器的代碼所示：figure。title(39。%unsharp濾波im3=filter2(h2,im1)/255。im1= rgb2gray(im)。對3*3的模板來說，典型的系數(shù)取值是：[1 –1 –1；1 8 –1；1 –1 1]事實上這是拉普拉斯算子，所有的系數(shù)之和為0。 pepper image39。)。,d)，其中d為噪聲密度。)原圖像、加入椒鹽噪聲的圖像和均值濾波的圖像如圖44所示： 圖44 上述四幅圖分別為原圖 、加入椒鹽噪聲圖像、3*3的均值濾波器處理圖、9*9的均值濾 波器處理圖 在上面的程序中，用到了fspecial()、filter2()和imniose()三個函數(shù)，下面簡單介紹一下這三個函數(shù)：fspecial()函數(shù)：該函數(shù)用于創(chuàng)建一個指定的濾波器模板，其常用語法格式為：H=fspecial(type,parameter),type常為‘a(chǎn)verage’，表示均值濾波器；parameter常為二維向量，表示模板大小，[3,3]模板為默認值。%3*3均值濾波subplot(223),imshow(im3),title(39。,)。)。 線性平滑濾波器線性低通濾波器是最常用的線性平滑濾波器。非線形空域濾波器則一般直接對鄰域進行操作。Complementation image39。k=g1/f1。39。 size()函數(shù)：該函數(shù)用于求數(shù)組維數(shù)，其常用語法格式為：[m,n] = size(X), 返回矩陣X的大小，用m和n表示。 rgb2gray()函數(shù)：該函數(shù)用于從RGB圖創(chuàng)建灰度圖，存儲類型不變，其常用語法格式為：H=rgb2gray(type,parameter),type常為‘a(chǎn)verage’，表示均值濾波器；parameter常為二維向量，表示模板大小，[3,3]模板為默認值。39。(f=f2) g(i,j)=r2*(ff2)+g2。%斜率k=20/111，灰度拉伸r3=(g3g2)/(f3f2)。f1=70。39。特別的，當(x,y)的鄰域就是點(x,y)時，則T為點操作。圖像數(shù)組為M*N*3，M，N表示圖像像素的行列數(shù)。矩陣的每個元素代表不同的亮度或灰度級。對于每個像素，圖像矩陣包含一個值，這個值就是顏色圖中的索引。(5) TIFF（Tagged Image File Format）格式?？商幚?，4，8，16，24位等圖像數(shù)據(jù)。近年來計算機識別、理解圖像的技術(shù)發(fā)展很快，也就是圖像處理的目的除了直接供人觀看(如醫(yī)學(xué)圖像是為醫(yī)生觀看作診斷)外，還進一步發(fā)展了與計算機視覺有關(guān)的應(yīng)用，如郵件自動分檢，車輛自動駕駛等。(4) 由于圖像是三維景物的二維投影，一幅圖象本身不具備復(fù)現(xiàn)三維景物的全部幾何信息的能力，很顯然三維景物背后部分信息在二維圖像畫面上是反映不出來的。(2) 數(shù)字圖像處理占用的頻帶較寬。對于特殊的紋理圖像可采用二維紋理特征描述。(4) 圖像分割。圖像編碼壓縮技術(shù)可減少描述圖像的數(shù)據(jù)量(即比特數(shù))，以便節(jié)省圖像傳輸、處理時間和減少所占用的存儲器容量。N和K的值越大，圖像越清晰。 在0255的值對應(yīng)于白黑的時候，有以0為白，255為黑的方法，也有以0為黑，255為白的方法，這取決于圖像的輸入方法以及用什么樣的觀點對圖像進行處理等，這是在編程時應(yīng)特別注意的問題。最常用的掃描方法是在二維平面上按一定間隔順序地從上方順序地沿水平方向的直線(掃描線）掃描，從而取出濃淡值(灰度值)的線掃描(Laster掃描)。具體的用法可參考 MATLAB豐富的幫助文檔。例如，conv2(I，J)實現(xiàn)了I，J兩幅圖像的卷積。除內(nèi)部函數(shù)以外，所有 MATLAB的核心文件和工具箱文件都是可讀可改的源文件，用戶可通過對源文件的修改以及加入自己的文件構(gòu)成新的工具箱。核心部分中有數(shù)百個核心內(nèi)部函數(shù)。（5）程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各種型號的計算機和操作系統(tǒng)上運行。 MATLAB程序書寫形式自由，利用起豐富的庫函數(shù)避開繁雜的子程序編程任務(wù)，壓縮了一切不必要的編程工作。在國內(nèi)，特別是工程界， MATLAB一定會盛行起來。 MATLAB的出現(xiàn)，為各國科學(xué)家開發(fā)學(xué)科軟件提供了新的基礎(chǔ)。 1983年春天,Cleve Moler到Standford大學(xué)講學(xué), MATLAB深深地吸引了工程師John Little敏銳地覺察到 ,他和Cleve Moler,Steve Bangert一起, MATLAB語言同時具備了數(shù)值計算和數(shù)據(jù)圖示化的功能.　隨著人類活動范圍的不斷擴大，圖像處理的應(yīng)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