【正文】 度圖變成二值圖，或?qū)⒄娌噬珗D像抖動(dòng)成索 引色圖像 gray2ind 將灰度圖像轉(zhuǎn)換成索引圖像 grayslice 通過設(shè)定閾值將灰度圖像轉(zhuǎn)換成索引色圖像 im2bw 通過設(shè)定亮度閾值將真彩色、索引色、灰度圖轉(zhuǎn)換成二值圖 ind2gray 將索引色圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖像 ind2rgb 將索引色圖像轉(zhuǎn)換成真彩色圖像 mat2gray 將一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣轉(zhuǎn)換成一副灰度圖 rgb2gray 將一副真彩色圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖像 rgb2ind 將真彩色圖像轉(zhuǎn)換成索引色圖像 167。第三章 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)167?；卣{(diào)函數(shù)就是在調(diào)用對象時(shí)，該對象所要回應(yīng)的動(dòng)作。 （3）可以進(jìn)行二次開發(fā) 本系統(tǒng)不僅可以作為學(xué)習(xí)、理論教學(xué)演示和實(shí)驗(yàn)用，而且方便用戶進(jìn)行特定領(lǐng)域圖像處理軟件的開發(fā)和設(shè)計(jì)，如圖片預(yù)處理系統(tǒng)，指紋識(shí)別系統(tǒng)、車牌識(shí)別系統(tǒng)等等的設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)由實(shí)現(xiàn)各種算法功能的用戶操作窗口所組成，窗口中包括標(biāo)題欄、菜單欄、各種控件及文字說明等。同一個(gè)M文件中又包含若干個(gè)M函數(shù)，界面中的每一個(gè)控件及菜單項(xiàng)對應(yīng)的程序都有放在相應(yīng)的M函數(shù)內(nèi)。該系統(tǒng)的靜態(tài)界面如圖所示:當(dāng)靜態(tài)界面設(shè)計(jì)完成以后，對該界面進(jìn)行保存。,b180。下面先討論連續(xù)變化圖像的均衡化問題，然后推廣到離散的數(shù)字圖像上。例：采用13窗口進(jìn)行中值濾波原圖像為：2 2 6 2 1 2 4 4 4 2 4處理后為：2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4它對脈沖干擾及椒鹽噪聲的抑制效果好，在抑制隨機(jī)噪聲的同時(shí)能有效保護(hù)邊緣少受模糊。第五種輸出形式這種方法將明顯邊緣和背景分別用灰度級(jí)LG和LB表示，生成二值圖像，便于研究邊緣所在位置。2．高通濾波法高通濾波法就是用高通濾波算子和圖像卷積來增強(qiáng)邊緣。在此，本文通過一張包含有數(shù)字的照片，對其模糊化處理，模擬成不可控環(huán)境下的拍攝照片；然后在上述系統(tǒng)中進(jìn)行各種操作，來提取識(shí)別圖像中的文字。 if (d1(j,i)=d2(j,i)) I0(j,i)=1。 本文首先簡要的介紹了數(shù)字圖像處理技術(shù)，接著介紹了MATLAB軟件及其圖像處理工具箱，然后重點(diǎn)介紹了圖像增強(qiáng)技術(shù)，對圖像包括點(diǎn)運(yùn)算、空間域?yàn)V波、頻域?yàn)V波和彩色增強(qiáng)操作，其中點(diǎn)運(yùn)算又包括灰度變換和直方圖調(diào)整，空間域?yàn)V波又包括圖像的平滑濾波、銳化濾波，頻域?yàn)V波又包括圖像的低通濾波、高通濾波，彩色增強(qiáng)又包括圖像的頻域偽彩色增強(qiáng)、灰度分層法偽彩色變換都做了詳細(xì)論述，并利用MATLAB提供的強(qiáng)大的圖像處理工具包進(jìn)行了算法的實(shí)現(xiàn)，并通過對同一張照片的處理效果對算法進(jìn)行比較分析。 本文的撰寫工作是在導(dǎo)師武和雷老師的悉心指導(dǎo)下完成的，論文的研究思想、研究內(nèi)容、結(jié)構(gòu)框架的確立，都得到了導(dǎo)師的大力幫助和指導(dǎo)。下一步需要研究一些場景性更強(qiáng)的特定領(lǐng)域圖像處理問題的實(shí)現(xiàn)，如軟件中可以加入一些比較成熟簡單的圖像處理系統(tǒng)，如簡單的指紋識(shí)別、車牌識(shí)別系統(tǒng)等，便于用戶對圖像處理中一個(gè)完整的處理系統(tǒng)有比較全面的認(rèn)識(shí)，更能在各種不可控環(huán)境得到的圖像進(jìn)行分析配準(zhǔn)和識(shí)別。運(yùn)行結(jié)果： 可見，文字可以更快更好的提取。myI=double(I)。最后將它們作為三基色分量分別加到彩色顯示器的紅、綠、藍(lán)顯示通道，得到一幅彩色圖像。（3）指數(shù)低通濾波器指數(shù)低通濾波器是圖像處理中常用的另一種平滑濾波器。第一種輸出形式g(x,y)=grad(x,y)此法的缺點(diǎn)是增強(qiáng)的圖像僅顯示灰度變化比較徒的邊緣輪廓，而灰度變化比較平緩或均勻的區(qū)域則呈黑色。因此，可用鄰域內(nèi)各像素的灰度平均值代替該像素原來的灰度值，實(shí)現(xiàn)圖像的平滑。3. 直方圖修整法 灰度直方圖反映了數(shù)字圖像中每一灰度級(jí)與其出現(xiàn)頻率間的關(guān)系,它能描述該圖像的概貌。 圖像增強(qiáng)模塊:可以對圖像包括點(diǎn)運(yùn)算、空間域?yàn)V波、頻域?yàn)V波和彩色增強(qiáng)操作，其中點(diǎn)運(yùn)算又包括灰度變換和直方圖調(diào)整，空間域?yàn)V波又包括圖像的平滑濾波、銳化濾波，頻域?yàn)V波又包括圖像的低通濾波、高通濾波，彩色增強(qiáng)又包括圖像的頻域偽彩色增強(qiáng)、灰度分層法偽彩色變換。圖形用戶界面GUI是包含圖形對象(如圖形窗口、菜單、控件、文本)的用戶界面，用戶以某種方式選擇或者擊活這些對象會(huì)發(fā)生變化或引起動(dòng)作。（9）圖像特征分析的模塊 可以對圖像進(jìn)行包括紋理特征分析和邊界提取操作；（10）最后還有一個(gè)實(shí)例，來體現(xiàn)圖像處理和分析的應(yīng)用。打開圖片后，選擇傅里葉變換:然后就會(huì)彈出傅里葉轉(zhuǎn)換后的結(jié)果：2．用戶界面設(shè)計(jì)概述傳統(tǒng)的用戶界面是指用戶與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行交互通信聯(lián)系的平臺(tái)，并出現(xiàn)了多種形式的人機(jī)交互方式，從命令行的交互方式轉(zhuǎn)變至以圖形界面為主的交互形式。用戶只需在選擇圖片后，對其進(jìn)行一些簡單的操作，即可觀察各種像處理技術(shù)特別是有關(guān)不可控環(huán)境的算法對圖像的影響。 （5）系統(tǒng)的進(jìn)行調(diào)試，確定系統(tǒng)功能的準(zhǔn)確性和連貫性。由以上對比可以發(fā)現(xiàn)，使用MATLAB編程的確可以簡化操作，減輕編程壓力。這樣可以有約1000萬種顏色（即224=16777216）。B矩陣的每一行分別表示紅色、綠色和藍(lán)色的顏色值。MATLAB中通常用二維數(shù)組來存儲(chǔ)圖像，數(shù)組的每一個(gè)元素對應(yīng)于圖像的一個(gè)像素值?？梢哉f，MATLAB在科學(xué)計(jì)算與工程應(yīng)用方面的編程效率都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他高級(jí)語言。1． 在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用主要包括顯微圖像處理；DNA顯示分析；紅、白血球分析計(jì)數(shù)；蟲卵及組織切片的分析；癌細(xì)胞的識(shí)別；染色體分析等等。三維重建技術(shù)也是當(dāng)今頗為熱門的虛擬現(xiàn)實(shí)和科學(xué)可視化技術(shù)的基礎(chǔ)。因此，往往采用各種圖像變換的方法，將空間域的處理轉(zhuǎn)換為變換域處理，不僅可減少計(jì)算量，而且可獲得更有效的處理。具體表現(xiàn)為:①提高分辨率。（4）靈活性高 由于圖像的光學(xué)處理從原理上講只能進(jìn)行線性運(yùn)算，極大地限制了光學(xué)圖像處理能實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，而數(shù)字圖像處理不僅能完成線性運(yùn)算，且能實(shí)現(xiàn)非線性處理，即凡是可以用數(shù)學(xué)公式或邏輯關(guān)系來表達(dá)的一切運(yùn)算均可用數(shù)字圖像處理實(shí)現(xiàn)。4．設(shè)計(jì)友好的、易于操作的圖形用戶界面，方便用戶對結(jié)果的觀察以及對已有算法的比較研究和新算法的開發(fā)。如美國Southern Illinois University開發(fā)的CVIPtools計(jì)算機(jī)視覺與圖像處理實(shí)驗(yàn)軟件就是專門針對圖像處理技術(shù)的實(shí)驗(yàn)軟件，為初學(xué)者提供了一個(gè)消化理論知識(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。然而，在車站、公路等人口流量大、密度大又容易發(fā)生案件的地方，圖像的處理和分析對破案的意義更為重大，并且可以很好的啟到監(jiān)控的作用?！? 18167?！? 1167。最后，運(yùn)用這個(gè)簡單圖像處理系統(tǒng)對一個(gè)實(shí)例進(jìn)行分析，并以此提出一個(gè)不可控環(huán)境下的圖像處理系統(tǒng)軟件模型。………………………………………………… 14167。例如：由于空間技術(shù)的發(fā)展，人造衛(wèi)星可以通過拍攝大量的地面和空間的照片來獲得地球資源、全球氣象和污染情況等；在醫(yī)學(xué)上，醫(yī)生可以通過X射線分析照像，觀察到人體各部位的斷層圖像；在工廠中，技術(shù)人員可以利用電視圖像管理生產(chǎn)，綜上所述，可見圖像信息很重要。 另外，北京海鑫科金信息技術(shù)有限公司首席科學(xué)家、清華大學(xué)電子工程系丁曉青教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組采用的基于彈性匹配的方法進(jìn)行人臉識(shí)別的核心THIDFace系統(tǒng)在2004年第17屆國際模式識(shí)別大會(huì)舉辦的FAT2004人臉認(rèn)證競賽中，以高比率勝出而獲得大會(huì)頒發(fā)的唯一的“人臉驗(yàn)證算法全面最優(yōu)性能獎(jiǎng)”，為中國爭得了榮譽(yù)。3．完成系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，各功能模塊設(shè)計(jì)。（3）適用面寬 圖像可以來自多種信息源。在理解三維景物時(shí)需要知識(shí)導(dǎo)引，這也是人工智能中正在致力解決的知識(shí)工程問題。1．幾何處理幾何處理主要包括坐標(biāo)變換，圖像的放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)，多個(gè)圖像配準(zhǔn)，全景畸變校正，扭曲校正，周長、面積、體積計(jì)算等。該處理的典型應(yīng)用就是CT技術(shù)，早期為X射線CT，后來發(fā)展的有ECT、超聲CT、核磁共振(NMR)等。另外，由于攝像設(shè)備的小型化和高精度化，圖像的畫質(zhì)有了顯著改善。 MATLAB的主要優(yōu)缺點(diǎn)1．MATLAB的主要優(yōu)點(diǎn)（1）界面友好，編程效率高 MATLAB是一種以矩陣為基本變量單元的可視化程序設(shè)計(jì)語言，它的語法結(jié)構(gòu)簡單，數(shù)據(jù)類型單一，命令表達(dá)方式接近于常用的數(shù)學(xué)公式。 （3）程序可以被直接看到程序的源代碼，因而不利于算法和數(shù)據(jù)的保密。此外，MATLAB還支持由多幀圖像組成的圖像序列。需要指出的是，RGB圖像不使用Windows顏色映射表。盡管這是圖像處理中最基本的步驟，但要實(shí)現(xiàn)這一過程要求程序員對待處理圖像的文件格式信息、數(shù)據(jù)操作以及系統(tǒng)API函數(shù)有比較深入的了解，完全實(shí)現(xiàn)下來，不算上系統(tǒng)提供的API函數(shù)，全部代碼也有幾百行以上。 （2）繪出界面草圖，并對其進(jìn)行檢查 。MATLAB的長處就是處理矩陣運(yùn)算，因此用MATLAB處理數(shù)字圖像非常的方便。每一個(gè)菜單相應(yīng)的會(huì)有幾個(gè)子菜單，子菜單又會(huì)相應(yīng)的再分，其對應(yīng)的就是每一部分圖像處理的算法，我們這里以圖像變換中的傅立葉變換為例，通過主窗口單擊圖像變換操作，選擇傅立葉變換，進(jìn)入到傅立葉變換窗口界面，如圖所示。圖像處理模塊是本系統(tǒng)的核心。由于本系統(tǒng)涉及的圖像處理功能很多，系統(tǒng)運(yùn)行界面也很多，篇幅有限，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在此不一一進(jìn)行論述，只對其總有代表性的圖像增強(qiáng)模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。例如采用一系列技術(shù)有選擇地突出某些感興趣的信息，同時(shí)抑制一些不需要的信息，提高圖像的使用價(jià)值。當(dāng)希望對圖像的低灰度區(qū)較大的拉伸而對高灰度區(qū)壓縮時(shí)，可采用這種變換，它能使圖像灰度分布與人的視覺特性相匹配。 167。 圖像銳化法最常用的是梯度法。 在具體增強(qiáng)應(yīng)用中，是給定的（所以可利用變換得到），需要確定的是，這樣具有所需特性的就可算出 而得到：卷積定理：增強(qiáng)圖像：步驟： a計(jì)算圖像的變換b在頻域?yàn)V波c反變換回圖像空間1．低通濾波（1）理想低通濾波器設(shè)傅立葉平面上理想低通濾波器離開原點(diǎn)的截止頻率為D0，則理想低通濾波器的傳遞函數(shù)為：由于高頻成分包含有大量的邊緣信息，因此采用該濾波器在去噪聲的同時(shí)將會(huì)導(dǎo)致邊緣信息損失而使圖像邊模糊。 彩色增強(qiáng) 頻域偽彩色增強(qiáng)、灰度分層法偽彩色變換 偽彩色增強(qiáng)是把黑白圖像的各個(gè)不同灰度級(jí)按照線性或非線性的映射函數(shù)變換成不同的彩色，得到一幅彩色圖像的技術(shù)。[y,x,z]=size(I)。imhist(I3)。希望筆者所做的探索可為將來在不可控環(huán)境下的圖像處理技術(shù)的研究開發(fā)提供一些思路和參考，可有所借鑒。 在本科學(xué)習(xí)過程中，得到了南昌大學(xué)許多老師竭心盡力的教育與培養(yǎng)，在此，同樣表示由衷的感謝。 2．分析了MATLAB軟件的主要優(yōu)缺點(diǎn)及在圖像處理中的應(yīng)用。% 顯示RGB空間的灰度直方圖，確定兩個(gè)聚類中心(180,180,180)和(200,200,200)figure(2)。代碼如下：I=imread(39。因此采用高通濾波器讓高頻成分通過，使低頻成分削弱，再經(jīng)逆傅立葉變換得到邊緣銳化的圖像。 其特點(diǎn)是：1．在灰度均勻的區(qū)域或斜坡中間▽2f(x，y)為0，增強(qiáng)圖像上像元灰度不變；2．在斜坡底或低灰度側(cè)形成“下沖”；而在斜坡頂或高灰度側(cè)形成“上沖”。一般很難事先確定最佳的窗口尺寸，需通過從小窗口到大窗口的中值濾波試驗(yàn)，再從中選取最佳的。反變換關(guān)系為直方圖均衡化實(shí)現(xiàn)（1）列出原始圖像灰度級(jí), j=0,1,…,k,…,L1。這時(shí)在顯示器上看到的將是一個(gè)模糊不清、似乎沒有灰度層次的圖像。例如可以設(shè)置菜單的標(biāo)簽、分隔符、選種模式以及回調(diào)函數(shù)字符串。對菜單的編程主要是調(diào)用系統(tǒng)中的其它M函數(shù)文件。窗口中的菜單來實(shí)現(xiàn)各功能窗口的轉(zhuǎn)換，起到導(dǎo)航作用，用戶只需點(diǎn)擊菜單項(xiàng)就可進(jìn)入到相應(yīng)功能的用戶操作界面。2．系統(tǒng)的主要功能本系統(tǒng)處理功能強(qiáng)大，能進(jìn)行以下方面的圖像處理:（1）可以對圖像進(jìn)行基本的灰度圖，彩色圖，二值圖的轉(zhuǎn)換；（2）可以對圖像進(jìn)行變換操作，包括傅立葉變換、離散余弦變換和Radon變換操作；（3）可以對圖像進(jìn)行增強(qiáng)操作，包括點(diǎn)運(yùn)算、空間域?yàn)V波、頻域?yàn)V波和彩色增強(qiáng)操作，其中點(diǎn)運(yùn)算又包括灰度變換和直方圖調(diào)整，空間域?yàn)V波又包括圖像的平滑濾波、銳化濾波，頻域?yàn)V波又包括圖像的低通濾波、高通濾波，彩色增強(qiáng)又包括圖像的頻域偽彩色增強(qiáng)、灰度分層法偽彩色變換；（4）可以對圖像進(jìn)行幾何變換，包括旋轉(zhuǎn)、縮小、移動(dòng)、水平鏡像、垂直鏡像、對角鏡像、綜合；（5）可以對圖像進(jìn)行壓縮編碼操作，包括DW編碼、基于小波變換編碼，和線性預(yù)測編碼操作；（6）可以對圖像進(jìn)行復(fù)原操作，包括自適應(yīng)性維納濾波法、WIENER濾波法等復(fù)原操作；（7）可以對圖像進(jìn)行開運(yùn)算、閉運(yùn)算、膨脹、腐蝕等數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)操作；（8）可以對圖像進(jìn)行分割操作，包括基于閾值法分割和邊緣檢測分割；（9）還有圖像特征分析的模塊，包括紋理特征分析和邊界提取；（10）最后還有一個(gè)實(shí)例，來體現(xiàn)圖像處理和分析的應(yīng)用。句柄實(shí)際上就是分配給每個(gè)對象的數(shù)字標(biāo)識(shí)，每次創(chuàng)建對象時(shí)，MATLAB就會(huì)自動(dòng)為它創(chuàng)建一個(gè)唯一的句柄，這樣只要我們能找到該句柄，就能對該對象進(jìn)行操作。為了演示圖像處理技術(shù)在不可控環(huán)境下的應(yīng)用，基于MATLAB的平臺(tái)，利用其圖形用戶界面(GUI)設(shè)計(jì)系統(tǒng)和自帶的工具箱設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)系統(tǒng)，擁有一些圖像處理技術(shù)中的經(jīng)典模塊來實(shí)現(xiàn)經(jīng)典實(shí)用的若干功能，涵蓋了圖像處理領(lǐng)域的大部分算法。