【正文】 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 評閱人（簽名）： 2021 年 5 月 20 日 學(xué)院評審意見 院學(xué)術(shù)委員會主席（簽章）： 2021 年 6 月 1 日 備注 內(nèi)部資料 請勿外傳 9JWKf wvGt YM*Jgamp。全文結(jié)構(gòu)合理，層次分明，論據(jù)充分，內(nèi)容科學(xué)。 已經(jīng)完成了本次論文的全部工作，現(xiàn)提出申請參加論文答辯。 4最后通過 MATLAB 軟件對其中的圖像增強和圖像的邊緣檢測以及平滑處理等內(nèi)容進行了仿真，并展示仿真的效果，并對結(jié)果進行了比較和分析。 2對數(shù)字圖像處理技術(shù)的主要內(nèi)容進行了比較詳細的陳述。... imshow(a)。)。... n=edge(l,39。canny39。,3),k)/225。... l=filter2(fspecial(39。gaussian39。... j=rgb2gray(i)。39。... imshow(m)。canny39。,3),k)/225。... l=filter2(fspecial(39。gaussian39。... j=rgb2gray(i)。39。,3),k)/225。... l=filter2(fspecial(39。gaussian39。... j=rgb2gray(i)。39。)。... k=edge(j,39。)。... imshow(k)%均衡化后的圖片 i=imread(39。... j=rgb2gray(i)。39。... k=histeq(j)。)。... imhist(j)%灰度直方圖 i=imread(39。)。... imshow(j)%原始圖像灰度出理 i=imread(39。)。... imshow(k) %加 高斯噪聲 i=imread(39。gaussian39。... j=rgb2gray(i)。39。 另外，還要感謝這四年來陪伴我度過大學(xué)時代的老師和同學(xué)們，是他們豐富了我的大學(xué)生活，在求學(xué)的路上給我指引了方向，訓(xùn)練我科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。圖像處理科學(xué)經(jīng)過初創(chuàng)造期、發(fā)展期、普及期和廣泛應(yīng)用期，近年來引入了一些新的理論并提出了一些新的算法，如 :Wavelet、 Fractal、 Morphology、遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，其中 Fractal廣泛應(yīng)用圖像處理、圖形處理、紋理分析，同時還用于物理、數(shù)學(xué)、生物、神經(jīng)和音樂等方面 [12]。目前結(jié)合多媒體的研究，硬件芯片越來越多，如Thomson 公司 ST13220 采用 Systolic 結(jié)構(gòu)設(shè)計了運動預(yù)測器，把圖像處理的眾多功能固化在芯片上，為實踐服務(wù)。 (2) 圖像和圖形相結(jié)合朝著三維成像或多維成像的方向發(fā)展。力爭使計算機識別和理解能夠按照人的認(rèn)識和思維方式工作，能夠考慮到主觀概率和非邏輯思維 ； ⑥ 標(biāo)準(zhǔn)化 。湖北師范學(xué)院 2021屆物理與電子科學(xué)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 圖像是二維信息，信息量更大的三維圖像將隨意計算圖形學(xué)及虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展將得到廣泛應(yīng)用 ； ④ 多媒體化。 這不僅僅要提高計算機的速度 ， 而且 A/D 和D/A 的速度要實時化； ② 提高分辨率。 圖像處理技術(shù)未來發(fā)展大致體現(xiàn)在在以下 4個方面： (1) 朝高速、高分辨率、立體化、多媒體、智能化和標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。 (5) 文化藝術(shù)方面：在卡通動畫制作，電子游戲制作，服裝設(shè)計等方面都需要圖像處理技術(shù)。 (3) 工業(yè)工程方面：流體力學(xué)的圖像的阻力和升力分析等等。在未來幾年甚至是幾十年內(nèi)，數(shù)字圖像處理技術(shù)將更廣泛的應(yīng)用于以下幾個領(lǐng)域： (1) 航空航天技術(shù)方面：譬如對月球，火星照片進行處理；對飛機及衛(wèi)星遙感等，都要用到數(shù)字圖像處理技術(shù)。因此，圖像處理應(yīng)用領(lǐng)域涉及到人們生活的各個方面。 (5) 提出一個新的圖像處理方案，通過 MATLAB 進行仿真，并觀察其仿真效果，然后進行對比分析。 (3) 對 MATLAB 以及其圖像處理工具箱進行了簡要的敘述。本次設(shè)計主要進行了 以下 方面的工湖北師范學(xué)院 2021屆物理與電子科學(xué)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 13 作： (1) 對數(shù)字圖像處理內(nèi)容及過程進行了詳細的敘述。 最后，在總結(jié)了前面的分析 之后，本設(shè)計提出一個基于施加了高斯噪聲的圖像進行邊緣檢測的新的方案，由于 canny 算子是以一階導(dǎo)數(shù)為基礎(chǔ)來判斷邊緣點，所以它在檢測階躍型邊緣中效果最好，而且去噪能力強， roberts算子主要優(yōu)點是定位精確，對噪聲敏感，去噪能力也較強，所以對這兩個算子的檢測邊緣進行疊加，在保證檢測的邊緣連續(xù)完整的同時，也保證了對噪聲的抑制效果。 在對施加高斯噪聲的圖片進行均值濾波處理后，效果非常明顯，很好的將噪聲處理掉并很好的保持了原始圖片的信息。并采用高斯函數(shù)對圖像作平滑處理 , 因此具有比較強的抑制噪聲的能力，它是一階傳統(tǒng)微分中檢測階躍型邊緣效果最好的算子之一。 log 算子對圖像的邊緣檢測比上面三個算子對圖像的邊緣檢測效果要好，但在抑制噪聲的同時可能將原有的比較尖銳的邊緣也平滑掉 了 ， 所以會造成這些尖銳邊緣無法檢測到 ， 從圖 7可以看出仿真后還是有一定的噪聲的。這兩個算子對灰度漸變的低噪聲圖像有較好的檢測效果 , 但對于混合的多復(fù)雜噪聲圖像 , 處理效果就不是蠻理想。 通過比較圖 10,可以看出， sobel 算子和 prewitt 算子都是對圖像先作加權(quán)平滑處理后 , 再作微分運算 , 不同的是平滑部分的權(quán)值有些差異 , 雖然對噪聲具有一定抑制能力 , 但也不能完全排除檢測結(jié)果中出現(xiàn)虛假邊緣。計算結(jié)果如下圖： 圖 canny算子檢測結(jié)果 圖 roberts算子檢測結(jié)果 圖 roberts算子檢測結(jié)果疊 加之后的邊緣 對比前面的使用單個算子的邊緣檢測結(jié)果可以看出 ， 疊加之后的邊緣更加完整 ， 檢測的效果較單個算子的檢測效果更好 ， 對噪聲的抑制也較好 ， 邊緣比較清晰。 圖 圖 對比上面兩幅圖像可以看出，使用均值濾波后的噪聲圖像，去噪效果非湖北師范學(xué)院 2021屆物理與電子科學(xué)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 11 常好，基本上能濾掉大部分噪聲 。 邊緣檢測算子實際上就是一種基于某種數(shù)學(xué)方法 對圖像的邊緣進行增強處理的算法。邊緣信息便于量化和比較，更適合于檢測和定位圖像中的物體位置，因此邊緣檢測技術(shù)在數(shù)字圖像檢測和識別中有極其重要的地位。邊緣檢測是根據(jù)數(shù)字圖像中的突變信息檢測圖像的邊緣。 其次，介紹什么是邊緣檢測?；叶戎狈綀D的橫坐標(biāo)是灰度級，縱坐標(biāo)是該灰度級出現(xiàn)的頻率，是圖象的最基本的 統(tǒng)計特征 。 3．利用 MATLAB 圖像處理分析及新方案 計算結(jié)果 圖像處理分析： 首先，對原圖 像 進行灰度處理，在對其進行均衡化處理，并分別作出它們的直方圖進行比較；然后，用較為常見的 5種 邊緣檢測算子對灰度圖像進湖北師范學(xué)院 2021屆物理與電子科學(xué)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 行邊緣檢測，計算出它們的檢測結(jié)果，并對結(jié)果進行比較，分析它們之間的特點。 (5) 提 供了圖像處理工具箱、數(shù)字信號處理工具箱、小波工具箱等各種功能強大的工具箱。而且?guī)旌瘮?shù)十分豐富 ，避免了繁雜的子程序編程任務(wù)。 (2) 語法規(guī)則與一般的高級語言類似 ， 一個稍有編程基礎(chǔ)的人能很快熟悉掌握。而且 , 在測試這些算法時既可方便地得到統(tǒng)計數(shù)據(jù) ， 同時又可得到直觀圖示 [9]。這些函數(shù)按其功能可分為：圖像顯示；圖像文件 I/O；幾何操作；像素和統(tǒng)計處理；圖像分析；圖像增強；線性濾波；線性二元濾波設(shè)計；圖像變換；鄰域和塊處理；二進制圖像操作；區(qū)域處理；顏色映像處理；顏色空間變換；圖像類型和類型轉(zhuǎn)換。 MATLAB 數(shù)字圖像處理工具箱函數(shù)包括以下 15 類： (1)圖像顯示函數(shù)；(2)圖像文件輸入、輸出函數(shù)； (3)圖像幾何操作函數(shù)； (4)圖像像素值及統(tǒng)計函數(shù)； (5)圖像分析函數(shù)； (6)圖像增強函數(shù)； (7)線性濾波函數(shù)； (8)二維線性湖北師范學(xué)院 2021屆物理與電子科學(xué)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 7 濾波器設(shè)計函數(shù)； (9)圖像變換函數(shù)； (10)圖像鄰域及塊操作函數(shù)； (11)二值圖像操作函數(shù)； (12)基于區(qū)域的圖像處理函數(shù)； (13)顏色圖操作函數(shù)； (14)顏色空間轉(zhuǎn)換函數(shù)； (15)圖像類型和類型轉(zhuǎn)換函數(shù) [8]。此工具箱是由一系列支持圖像處理的函數(shù)組成。 MATLAB 的應(yīng)用范圍非常廣，主要應(yīng)用于通訊、工程計算、信號和圖像處理、控制設(shè)計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計與分析以及計算生物學(xué)等領(lǐng)域。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計算方面首屈一指。許多圖像恢復(fù)技術(shù)借助頻域處理的概念 ，但越來越多的空域處理技術(shù)得到應(yīng)用 [5]。根據(jù)是否需要外來干預(yù)，圖像恢復(fù)技術(shù)有可分為自動和互交的兩大類。 圖像恢復(fù)技術(shù)可以有多種分類方法。當(dāng)不知道圖像本身的性質(zhì)時，可以建立退化源的數(shù)學(xué)模型，然后施行復(fù)原算法除去或減少退化源的影響。這類原因可能是光學(xué)系統(tǒng)的像差或離焦、攝像系統(tǒng)與被攝物之間的相對運動、電子或光學(xué)系統(tǒng)的噪聲和 介于攝像系統(tǒng)與被攝 像物間的大氣湍流等。其中并行邊界技術(shù)中的邊緣檢測技術(shù)在圖像處理技術(shù)中有很重要湖北師范學(xué)院 2021屆物理與電子科學(xué)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 的位置。最后需要指出的是，在實際應(yīng)用中圖象分割不僅是要把一幅圖象分成滿足以上五個條件的各具特性的區(qū)域，而且需要把其中感興趣的目標(biāo)區(qū)域提取出來 ,只有這樣才算是真正完成了圖象分割的任務(wù)。因為分割是根據(jù)一些分割準(zhǔn)則進行的。 (3) 對 i=1， 2， 3， …… ， N，有 P(Ri)=TRUE； (4) 對 i ≠ j，有 P(Ri ∪ Rj)=FALSE； (5) 對 i=1， 2， …… ， N， Ri是連通區(qū)域 [5]。通常采用的變化方法有傅立葉變換、 DCT 變換、沃爾什 哈達瑪變換、小波變換等 [6]。 (2) 頻域增強技術(shù)：頻域法是從另外一個角度來分析圖像信號的特性。但是由于灰度直方圖實施近似概率密度函數(shù) 。典型的空域處理圖像方法是灰度直方圖 處理技術(shù)以及直方圖均衡化處理技術(shù)。以這兩類方法的各種結(jié)合為基礎(chǔ)的技術(shù)是不常見的 [5]。 圖像增強的方法分為兩大類：空域法和頻域法。 圖像增強 圖像增強就是采用一系列技術(shù)去增強圖像中用戶感興趣的信息，其目的主要有兩個：一是改善圖像的視覺效果，提高圖像成分的清晰度；二是使圖像變得史有利于計算機處理。通過變換圖像，改變圖像的表示域及表示數(shù)據(jù)，可以給后繼工作帶來極大的方便。所謂圖像變換就是把圖像轉(zhuǎn)換為另一種數(shù)字表示方式的操作。 圖像變換 在 MATLAB 中，一般用二元函數(shù) f(x,y)作為圖像的數(shù)學(xué)表示。 數(shù)字圖像處理是指利用數(shù)字計算機或者其他數(shù)字硬件 ， 對從圖像信息轉(zhuǎn)換而得到的數(shù)字電信號進行某些數(shù)學(xué)運算或處理 ， 以期提高圖像的質(zhì)量 或達到人們所預(yù)期的結(jié)果 。不僅可以用于可見光圖像，也可用于不可見的波普圖像； (4) 靈活性高。數(shù)字圖像處理后的圖像一般是給人觀察和評價的，因此受人的因素影響較大。所以對計算機的的計算速度和存儲容量有較高的要求； (2) 占用頻帶較寬 。不管是何種目的的圖像處理 ， 都需要由計算機和圖像專用設(shè)備組成的圖像處理系統(tǒng)對圖像數(shù)據(jù)進行輸入、加工和輸出 [1]。提取的特征可以包括很多方面 ,如頻域特征、灰度或顏色特征、邊界特征、區(qū) 域特征、紋理特征、形狀特征、拓撲特征和關(guān)系結(jié)構(gòu)等。 (2) 提取圖像中所包含的某些特征或特殊信