【正文】 息 ， 這些被提取的特征或信息往往為計(jì)算機(jī)分析圖像提供便利。圖像處理技術(shù)的主要內(nèi)容包括 圖像壓縮 ，增強(qiáng)和復(fù)原，匹配、描述和識(shí)別 3 個(gè)部分。 然后對(duì)新 提出的 方法進(jìn)行驗(yàn)證，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。 為此， MATLAB 己經(jīng)成為目前使用最為廣泛的工程應(yīng)用軟件 [2]。由各個(gè)領(lǐng)域的專家學(xué)者相繼推出了MATLAB 工具箱，它的工具箱主要有通信、控制系統(tǒng)、濾波器設(shè)計(jì)、圖像處理、非線性控制設(shè)計(jì)、系統(tǒng)識(shí)別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、最優(yōu)化、模糊邏輯、信號(hào)處理、魯棒控制、統(tǒng)計(jì)等，而且工具箱還在不斷的增加。 MATLAB語(yǔ)言是一種簡(jiǎn)單、高效、功能極強(qiáng)的編程語(yǔ)言。圖像處理中，輸入的是質(zhì)量低的圖像，輸出的是改善質(zhì)量后的圖像，常用的圖像處理方法有圖像增強(qiáng)、復(fù)原、編碼、壓縮等 [1]。 數(shù)字圖像處理作為一門學(xué)科大約形成于 20 世紀(jì) 60 年代初期。 關(guān)鍵詞 : MATLAB 數(shù)字圖像處理 圖像增強(qiáng) 邊緣檢測(cè) 中圖分類號(hào) : DIGITAL IMAGE PROCESSING BASED ON MATLAB Li Canhui (College of Physics and Electronic Science, Hubei Normal University, Huangshi 435002, China) Abstract : Some basic methods and technologies of digital image processing are introduced in this paper. Edge detection is one of the parison foundation and important topics. Five kind of monly used operators of edge detection are introduced. Then realize on MATLAB, and make parison between them. At last, a new detection method is put forward. Key words: MATLAB digital image processing image enhancement edge detection 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 2 基于 MATLAB的數(shù)字圖像處理 1．前言 數(shù)字圖像處理 (Digital Image Processing)又稱為計(jì)算機(jī)圖像處理，它是指將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并利用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理的過(guò)程。邊緣檢測(cè)是其中一個(gè)比較基礎(chǔ)且重要的課題。 學(xué)生（簽名）： 2021 年 5 月 15 日 指導(dǎo)教師承諾 我承諾在指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）活動(dòng)中遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，恪守學(xué)術(shù)規(guī)范，經(jīng)過(guò)本人核查，該生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）內(nèi)容除特別注明和引用外，均為該生本人觀點(diǎn)，不存在剽竊、抄襲他人學(xué)術(shù)成果，偽造、篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)象。 學(xué)號(hào) 07112020323 編號(hào) 2021020323 研究類型 理論研究 分類號(hào) HUBEI NORMAL UNIVERSITY 學(xué)士學(xué)位論文 Bachelor’s Thesis 論文題目 基于 MATLAB 的數(shù)字圖像處理 作者姓名 李燦輝 指導(dǎo)教師 楊義發(fā) 所在院系 物理與電子科學(xué)學(xué)院 專業(yè)名稱 電子信 息科學(xué)與技術(shù) 完成時(shí)間 I 湖北師范學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）誠(chéng)信承諾書(shū) 中文題目： 基于 MATLAB 的數(shù)字圖像處理 外文題目： Digital image processing based on MATLAB 學(xué)生姓名 李燦輝 學(xué) 號(hào) 2021112020323 院系專業(yè) 物理與電子科學(xué)學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù) 班 級(jí) 0703 學(xué) 生 承 諾 我承諾在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）活動(dòng)中遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，恪守學(xué)術(shù)規(guī)范，本人畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）內(nèi)容除特別注明和引用外，均為本人觀點(diǎn)，不存在剽竊、抄 襲他人學(xué)術(shù)成果，偽造、篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況。如有違規(guī)行為，我愿承擔(dān)一切責(zé)任，接受學(xué)校的處理。 指導(dǎo)教師（簽名）： 2021 年 5 月 15 日 II 目 錄 湖北師范學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 （設(shè)計(jì)） 誠(chéng)信承諾書(shū) ........................................ I 目 錄 ............................................................................................................... II 摘 要 ............................................................................................................... 1 1．前言 ............................................................................................................. 2 2．?dāng)?shù)字圖像處理基本內(nèi)容 ............................................................................. 3 數(shù)字圖像處理綜述 ............................................................................. 3 數(shù)字圖像處理的過(guò)程及內(nèi)容方法 ..................................................... 4 圖像變換 ............................................................................................. 4 圖像增強(qiáng) ............................................................................................ 4 圖像分割 ............................................................................................ 5 圖像復(fù)原 ............................................................................................ 6 MATLAB 簡(jiǎn)介 .................................................................................... 6 3．利用 MATLAB 圖像處理分析及新方案 ................................................... 7 計(jì)算結(jié)果 ............................................................................................ 7 計(jì)算結(jié)果分析 .................................................................................. 11 4．小結(jié) ........................................................................................................... 12 本文主要工作總結(jié) .......................................................................... 12 展望 .................................................................................................. 13 5．致謝 ........................................................................................................... 14 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................... 16 附錄 ................................................................................................................. 16 湖北師范學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文評(píng)審表 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 1 基于 MATLAB的數(shù)字圖像處理 李燦輝 (湖北師范學(xué)院物理與電子科學(xué)學(xué)院，湖北 黃石 435002) 摘 要 :本文 簡(jiǎn)述了數(shù)字圖像處理的一些基本方法和技術(shù)。介紹了邊緣檢測(cè)中 5 種常用的算子，然后在 MATLAB 上加以實(shí)現(xiàn)，并對(duì)它們進(jìn)行比較，最后提出了一個(gè)新的檢測(cè)方法。數(shù)字圖像處理最早出現(xiàn)于 20 世紀(jì) 50 年代，當(dāng)時(shí)的電子計(jì)算機(jī)已經(jīng)發(fā)展到一定水平，人們開(kāi)始利用計(jì)算機(jī)來(lái)處理圖形和圖像信息 。早期的圖像處理的目的是改善圖像的質(zhì)量，它以人為對(duì)象，以改善人的視覺(jué)效果為目的。 MATLAB 是 MathWorks 公司開(kāi)發(fā)的一套高性能的用于數(shù)值計(jì)算和可視化圖形處理的工程 軟件 ，它將數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、圖形圖像處理、信號(hào)處理和仿真等集成于一體，構(gòu)成了一個(gè)方便、界面友好的用戶環(huán)境。 MATLAB 的推出得到了各個(gè)領(lǐng)域?qū)＜?學(xué)者的廣泛關(guān)注，其強(qiáng)大的擴(kuò)展功能為各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。借助于這些工具 ,各個(gè)層次的研究人員可直觀、方便地進(jìn)行分析、計(jì)算及設(shè)計(jì)工作，從而大大地節(jié)省了時(shí)間 。 本文主要論述數(shù)字圖像處理的一些基本方法，并以灰度圖像為例，說(shuō)明圖像增強(qiáng)和邊緣檢 測(cè)等數(shù)字圖像處理技術(shù)通過(guò) MATLAB 實(shí)現(xiàn)的方法。 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 3 2．?dāng)?shù)字圖像處理基本內(nèi)容 數(shù)字圖像處理綜述 數(shù)字圖像 就 是用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、掃描儀等設(shè)備經(jīng)過(guò)采樣和數(shù)字化得到 的 一個(gè)大的二維數(shù)組，該數(shù)組的元素稱為 像素 ，其值為一整數(shù)，稱為灰度值。 一般來(lái)講 ,對(duì)圖像進(jìn)行處理 (或加工、分析 )的主要目的有三個(gè)方面 : (1) 提高圖像的視感質(zhì)量 ,如進(jìn)行圖像的亮度、彩色變換 ,增強(qiáng)、抑制某些成分 ,對(duì)圖像進(jìn)行幾何變換等 ,以改善圖像的質(zhì)量。提取特征或信息的過(guò)程是模式識(shí)別或計(jì)算機(jī)視覺(jué)的預(yù)處理。 (3) 圖像數(shù)據(jù)的變換、編碼和壓縮 ， 以便于圖像的存儲(chǔ)和傳輸。 數(shù)字圖像處理主要有以下優(yōu)缺點(diǎn)： 主要缺點(diǎn)： (1) 處理信息量很大。 所以在成像、傳輸、存儲(chǔ)、處理、顯示等各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)上 ， 技術(shù)難度較大，成本高，對(duì)頻帶壓縮技術(shù)提出了更高的要求 ； (3) 每個(gè)像素不是獨(dú)立的，相關(guān) 性大； (4) 無(wú)法復(fù)現(xiàn)三位景物的全部信息； (5) 受人的影響較大。 主要優(yōu)點(diǎn)： (1) 再現(xiàn)性好； (2) 處理精度高； 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 4 (3) 適用范圍廣。 數(shù)字圖像處理的過(guò)程及內(nèi)容方法 圖像處理就是按特定的目標(biāo) ， 用一系列的特定操作來(lái)對(duì)圖像信息進(jìn)行加工 。 通常來(lái)說(shuō) ， 數(shù)字圖像處理的研究?jī)?nèi)容有 ： 圖像變換、圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原、圖像分割、圖像描述、圖像壓縮編碼、圖像識(shí)別 [2]。 f(x,y)表示在特定點(diǎn) (x,y)處 的函數(shù)值，表示圖像在該點(diǎn)相應(yīng)的顏色強(qiáng)度或者灰度。 在圖像處理技術(shù)中，圖像的正交變換技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用，是圖像處理的重要工具。例 如，傅里葉變換可使處理分析在頻域中進(jìn)行，使運(yùn)算簡(jiǎn)單；而離散余弦變換可使能量集中在少數(shù)數(shù)據(jù)上，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮，便于圖像傳輸和存儲(chǔ) [3]。在圖像增強(qiáng)中，中值濾波和 直方 圖 均衡 化都是強(qiáng)有力的圖像增強(qiáng)方法 [4]?！翱臻g域”一詞是圖像平面自身，這類方法是以對(duì)圖像的像素直接處理為基礎(chǔ)的；“頻域”處理技術(shù)是 以修改圖像的傅里葉變換為基礎(chǔ)的。 (1) 空域增強(qiáng)技術(shù)：空域法是在原圖像上直接進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算 ， 主要是對(duì)圖像湖北師范學(xué)院 2021屆物理與電子科學(xué)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 5 中的各個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行操作。它的主要原理是對(duì)一幅圖像的直方圖 ， 經(jīng)過(guò)一定的變換 ， 使其成為均勻或者基本均勻。 因此 ， 當(dāng)用離散的灰度等級(jí)做變換時(shí) ， 很難得到完全平坦均勻的結(jié)果。即首先將圖像從空間 域變換到頻域 ， 然后進(jìn)行各種各樣的處理 ， 再將所得到的結(jié)果進(jìn)行反變換 ， 從而達(dá)到圖像處理的目的。 圖像分割 圖像分割可借助集合概念用如下比較正式的方法定