【正文】 的能力差 由于圖像是三維景物的二維投影，一幅圖像本身不具備復現(xiàn)三維景物的全部幾何信息的能力，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。而語音帶寬僅為4kHz左右。因此對計算機的計算速度、存儲容量等要求較高。2．數(shù)字圖像處理技術發(fā)展的瓶頸（1）處理信息量過大 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。就電視畫面而言，同一行中相鄰兩個像素或相鄰兩行間的像素，而相鄰兩幀之間的相關性比幀內(nèi)相關性一般說還要大些。（5）信息壓縮的潛力大 數(shù)字圖像中各個像素是不獨立的，其相關性大。這些來自不同信息源的圖像只要被變換為數(shù)字編碼形式后，均是用二維數(shù)組表示的灰度圖像組合而成，因而均可用計算機來處理。（3）適用面寬 圖像可以來自多種信息源。現(xiàn)代掃描儀可以把每個像素的灰度等級量化為16位甚至更高，這意味著圖像的數(shù)字化精度可以滿足任一應用需求。只要圖像在數(shù)字化時準確地表現(xiàn)了原稿，則數(shù)字圖像處理過程始終能保持圖像的真實再現(xiàn)。167。數(shù)字圖像處理技術的發(fā)展涉及信息科學、計算機科學、數(shù)學、物理學以及生物學等學科，因此數(shù)理及相關的邊緣學科對圖像處理科學的發(fā)展有越來越大的影響。 圖像處理技術基本可以分成兩大類：模擬圖像處理(Analog Image Processing)和數(shù)字圖像處理(Digital Image Processing)，數(shù)字圖像處理是指將圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并利用計算機進行處理的過程。5．通過圖像處理與分析系統(tǒng)的各個模塊，對一個簡單的實例進行分析，來說明在不可控環(huán)境下圖像處理和分析的應用。利用MATLAB軟件完成了算法的實現(xiàn)，最后通過實例說明處理效果。3．完成系統(tǒng)的總體設計，各功能模塊設計。 本文的主要內(nèi)容如下：1．研究圖像處理技術，包括圖像處理技術的分類、數(shù)字圖像處理的特點、主要內(nèi)容以及在不可控環(huán)境下的應用。167。我國某些大學或科研單位根據(jù)課題研究需要，開發(fā)了相應的圖像處理軟件，并應用于教學實驗。目前國外很多大學、研究院在數(shù)字圖像處理的實驗研究中都應用此軟件。最下面的階層算法代碼層主要是基于以前的版本CVIPtools，包括所有的圖像、數(shù)據(jù)處理程序和功能，是用標準C語言寫的。 CVIPtools計算機視覺與圖像處理實驗軟件，主要用于計算機數(shù)字圖像分析和處理，主要宗旨是讓圖像處理的初學者、學生、老師和其它研究人員探索計算機數(shù)字圖像處理的巨大力量。隨著計算機輔助設計的日益提高和成熟，用于學習與研究的軟件也越來越多。 另外，北京海鑫科金信息技術有限公司首席科學家、清華大學電子工程系丁曉青教授領導的研究小組采用的基于彈性匹配的方法進行人臉識別的核心THIDFace系統(tǒng)在2004年第17屆國際模式識別大會舉辦的FAT2004人臉認證競賽中，以高比率勝出而獲得大會頒發(fā)的唯一的“人臉驗證算法全面最優(yōu)性能獎”，為中國爭得了榮譽。該軟件能夠完成圖像采集輸入程序、圖像輸出程序、圖像基本算法程序?？梢杂^察理解多種圖像處理技術的效果和差別，其中包括圖像的灰度直方圖及其變換、銳化、平滑、濾波、偽彩、輪廓提取與增強、圖像格式轉(zhuǎn)換及其文件結(jié)構。南京東大互聯(lián)技術有限公司研制的數(shù)字圖像采集傳輸與處理實驗軟件主要介紹了數(shù)字圖像的采集、傳輸與處理的方法。167。由于圖像處理技術涉及面廣、實用性強，內(nèi)容繁多，對于初學者來說過于抽象，在短時間內(nèi)學習掌握圖像處理知識具有一定難度。MATLAB軟件自從20世紀80年代中期推出以來，經(jīng)過多年的逐步發(fā)展與不斷完善，現(xiàn)已成為國際公認的、最優(yōu)秀的科學計算與數(shù)學應用軟件之一，是近幾年來在國內(nèi)外廣泛流行的一種可視化科學計算軟件。因此在某種意義上講，圖像信息處理和分析比獲得圖像更為重要。例如：由于空間技術的發(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。 圖像是人類獲得外界信息的主要來源，因為大約有70%多的信息是通過人眼獲得的，而人眼獲得的都是圖像信息?！? 47167。 彩色增強 頻域偽彩色增強、灰度分層法偽彩色變換……………… 41167。 平滑濾波、銳化濾波…………………………………… 32167。(由于篇幅原因只給出圖像增強的詳細分析)………… 26167?！? 20第四章 圖像處理系統(tǒng)的詳細設計……………………………………………… 22167。…………………………………………………… 16167?！? 14167。 MATLAB用于圖像處理系統(tǒng)開發(fā)與其它開發(fā)軟件的比較…………… 12第三章 系統(tǒng)的總體設計………………………………………………………… 13167。 MATLAB圖像處理工具箱簡介………………………………………… 10167。 MATLAB軟件簡介………………………………………………………… 8167?！? 6167?！? 3167?！? 1167。目錄基于matlab的不可控環(huán)境下的圖像處理和識別畢業(yè)論文目 錄摘要　……………………………………………………………………………?、馎bstract ………………………………………………………………………… Ⅱ第一章 引言……………………………………………………………………… 1167?！? 1167?！? 3第二章 數(shù)字圖像處理技術及MATLAB軟件簡介……………………………… 3167?！? 4167?！? 7167。 MATLAB的主要優(yōu)缺點………………………………………………… 9167。 MATLAB支持的圖像類型及其轉(zhuǎn)換分析……………………………… 10167?！? 13167。……………………………………………………… 15167。…………………………………………………… 18167。…………………………………………………………… 23167。 灰度變換和直方圖調(diào)整……………………………………… 27167。 低通濾波、高通濾波……………………………………… 38167。 分割文字…………………………………………………………… 43第五章 結(jié)論……………………………………………………………………… 47167?！? 48致謝………………………………………………………………………………… 49參考文獻…………………………………………………………………………… 49附錄………………………………………………………………………………… 50不可控環(huán)境下的圖像處理與分析第一章 引言167。在近代科學研究、軍事技術、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)學、生物、氣象及天文學等領域中，人們越來越多地利用圖像來認識和判斷事物，解決實際問題。固然，獲得圖像信息很重要，但目的不僅僅是為了獲得圖像，更重要的是將圖像信息進行處理和分析，在大量復雜的圖像中找出我們所需要的信息。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。它集數(shù)值分析、矩陣運算、信號處理和圖形顯示于一體，構成了一個方便的、界面友好的用戶環(huán)境，而且還具有可擴展性特征。因此，只有結(jié)合書本理論知識，并配以相應的實驗操作環(huán)節(jié)，才能在較短的時間內(nèi)對圖像處理技術的知識有更系統(tǒng)的、感性的理解和學習。1．國內(nèi)研究現(xiàn)狀 國內(nèi)在此領域的研究中具有代表性的是南京東大互聯(lián)技術有限公司研制的數(shù)字圖像采集傳輸與處理實驗軟件和清華大學研制的數(shù)字圖像處理實驗開發(fā)系統(tǒng)TDBIDK。使初學者可利用軟件及圖像采集與傳輸設備，采集圖像并實現(xiàn)點對點的數(shù)字圖像傳輸。TDBIDK系列產(chǎn)品是一款基于TMS320C6000 DSP數(shù)字信號處理器的高級視頻和圖像系統(tǒng)，也是一套DSP的完整的視頻、圖像解決方案，該系統(tǒng)適合院校、研究所和企業(yè)進行視頻、圖像方面的實驗與開發(fā)。該系統(tǒng)的特點是實現(xiàn)對圖像信號的實時分析，圖像數(shù)據(jù)相對DSP獨立方便開發(fā)人員對圖像進行處理，該產(chǎn)品融合DSP和FPGA/CPLD兩個高端技術，可以根據(jù)用戶的具體需求合理改動，可以分析黑白和彩色信號，可以完成圖形顯示功能。2．國外研究現(xiàn)狀 目前大量的圖像處理軟件如PHOTOSHOP，PAINTSHOP等都是基于廣告策劃和圖像修飾處理而設計的應用軟件，針對圖像處理技術基本知識的理解與掌握以及相關處理方法研究的軟件甚少，不適合學習研究使用。如美國Southern Illinois University開發(fā)的CVIPtools計算機視覺與圖像處理實驗軟件就是專門針對圖像處理技術的實驗軟件，為初學者提供了一個消化理論知識的實驗環(huán)境。最新Windows版本的CVIPtools提供使用者四種層次應用方式：算法代碼層，公共對象模塊（組件）界面層，cvipimage層和圖形用戶界面(GUI)。最上的階層為CVIPtools GUI，可以讓生手實驗一些圖像處理的工具，而不需具備程序設計的能力。但是，CVIPtools軟件還沒有推出中文版并且現(xiàn)有Windows版本保留了部分Unix風格，在Windows系統(tǒng)下操作并不十分方便，而且常出問題，并且這種商用圖像處理軟件是靜態(tài)的、封閉的，軟件功能在發(fā)布時就已經(jīng)確定，增加新功能或新算法或改進性能只能寄希望于軟件升級。但是已有的實驗軟件內(nèi)容不全或陳舊，沒有涉及圖像處理領域較新的成果，而且許多實驗軟件的界面不夠友好，交互性差，用戶無法調(diào)整算法參數(shù)，不具備可擴展性，軟件一旦完成，不容易修改或添加新內(nèi)容。 本文主要研究圖像處理技術在不可控環(huán)境下的應用，并利用MATLAB軟件開發(fā)一個簡單的針對學習和研究的“數(shù)字圖像處理系統(tǒng)”，為初學者提供一個圖像處理技術的算法演示及模擬開發(fā)的圖形用戶界面平臺,供大家學習并研究圖像處理的技術方法。2．分析MATLAB軟件及其在圖像處理與分析中的作用。由于篇幅的原因，本文只對圖像增強部分的原理算法進行了分析（最后在附錄部分給出所有模塊的程序代碼）。4．設計友好的、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)。第二章 數(shù)字圖像處理技術及MATLAB軟件簡介167。數(shù)字圖像處理技術主要包括如下內(nèi)容：幾何處理(Geometrical Processing)、算術處理(Arithmetic processing)、圖像增強(Image Enhancement)、圖像復原(Image Restoration)、圖像重建(Image Reconstruction)、圖像編碼(Image Encoding)、圖像識別(Image Recognition)、圖像理解(Image Understanding)。近年來，數(shù)字圖像處理技術日趨成熟，它廣泛應用于航空，軍事，基礎科學、工業(yè)檢測、人工智能以及生物醫(yī)學等許多領域，并促使這些學科產(chǎn)生了新的發(fā)展。1．數(shù)字圖像處理技術的優(yōu)點（1）再現(xiàn)性好數(shù)字圖像處理與模擬圖像處理的根本不同在于，它不會因圖像的存儲、傳輸或復制等一系列變換操作而導致圖像質(zhì)量的退化。（2）處理精度高按目前的技術，幾乎可將一幅模擬圖像數(shù)字化為任意大小的二維數(shù)組，這主要取決于圖像數(shù)字化設備的能力。從原理上講不論圖像的精度有多高，處理總是能實現(xiàn)的，只要在處理時改變程序中的數(shù)組參數(shù)就可以了。從圖像反映的客觀實體尺度看，可以小到電子顯微鏡圖像，大到航空照片、遙感圖像甚至天文望遠鏡圖像。（4）靈活性高 由于圖像的光學處理從原理上講只能進行線性運算，極大地限制了光學圖像處理能實現(xiàn)的目標，而數(shù)字圖像處理不僅能完成線性運算，且能實現(xiàn)非線性處理，即凡是可以用數(shù)學公式或邏輯關系來表達的一切運算均可用數(shù)字圖像處理實現(xiàn)。在圖像畫面上，經(jīng)常有很多像素有相同或接近的灰度。因此，圖像處理中信息壓縮的潛力很大。如一幅256256低分辨率黑白圖像，要求約64k的數(shù)據(jù)量；對高分辨率彩色512512圖像，則要求768k的數(shù)據(jù)量；如果要處理30幀/秒的電視圖像序列，則每秒要求500k～。（2）數(shù)字圖像處理占用的頻帶較寬 與音頻信息相比，占用的頻帶要大n個數(shù)量級。所以在成像、傳輸、存儲、處理、顯示等各個環(huán)節(jié)的實現(xiàn)上，技術難度較大，成本高。因此，要分析和理解三維景物必須作合適的假定或附加新的測量。（4）人為因素影響大 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。具體表現(xiàn)為:①提高分辨率。主要提高計算機的處理速度，并且D/A和A/D的速度也要實時化；③多媒體化。圖像一般是二維信息，而信息量要大很多的三維圖像則將隨著虛擬現(xiàn)實技術及計算機圖形學的發(fā)展將得到越來越廣泛的應用；⑤標準化。⑥智能化。（2）圖形與圖像相結(jié)合，朝著多維成像的方向發(fā)展。（4）新算法與新理論的研究。167。2．算數(shù)處理 算數(shù)圖像處理主要對圖像施以加、減、乘、除等運算。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，不僅可減少計算量，而且可獲得更有效的處理。主要方法有直方圖增強、偽彩色增強法、灰度窗口等技術。典型的去噪操作就屬于復原處理。去模糊也是復原處理的任務，這些模糊來自透鏡散焦，相對運動，大氣湍流，以及云層遮擋等。去除圖像畸變則需要借助圖像的空間變換操作。目前已研究出不少邊緣提取、區(qū)域分割的方法，但還沒有一種普遍適用于各種圖像的有效方法。7．圖像重建 幾