【正文】 1） 線性濾波 線性濾波一 般采用的是領(lǐng)域平均法。設(shè) s含有 M個像素，取其平均值作為處理后所得圖像像素點（ m，n）處的灰度。給定的圖像 f(x,y)中的每一個點 （ m,n）， 取其領(lǐng)域 s。 銳化 圖像平滑往往使圖像中的邊界、輪廓變得模糊，為了減少這類不利效果的影響，這就需要利用圖像銳化技術(shù)，使圖像邊緣變得清晰。從頻率域來考慮，圖像模 糊的實質(zhì)是因為其高頻分量被衰減，因此可以用高通濾波器來使圖像清晰。 （ 1） 梯度法 梯度是圖像處理中最常用的一種一階微分方法。為了便于編程和提高運算速度，可以如下進行絕對值的運算： ? ? 2122 ),1(),(),1(),()],([ KJFKJFKJFKJFKJFG ?????? () 一旦計算梯度的算法確立之后，就可以有很多方法來使圖像輪廓突出。 （ 2） 拉普拉斯算子 拉普拉斯算子是線性二階微分算子，與梯度算子一樣，具有旋轉(zhuǎn)不變性，從而滿足不同走向的圖像邊界的銳化要求。 相對于梯度算子，拉普拉斯算子具有增強的邊緣精確定位的優(yōu)點。然后，二階差分算子的過零特性，可以使邊緣增強后精確定位。建立在離散卷積基礎(chǔ)上的空間域高通濾波關(guān)系式如下： )1,1(),(),( 2211212121????? ?? nmnmHnnFmmg nn () 式中 ),( 21 mmg 為銳化輸出； ),( 21 nnF 為輸入圖像； )1,1( 2211 ???? nmnmH 為沖擊響應(yīng)陣列（卷積陣列）。眾所周知，對一般觀察者來說，眼睛能分辨的灰度級介于十幾到二十幾之間，而對不同亮度和色調(diào)的彩色分辨能力卻可達到灰度分辨能力的百倍以上，利用人類視覺系統(tǒng)的這一特性，將灰度圖像變成彩色圖像，或者改變已有彩色的 分布，無疑都會改善圖像的寶雞文理學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 24 視覺效果。對自然圖像，方法之一是將目標(biāo)物映射為假彩色（與原色不用的顏色）。方法之二是根據(jù)人的眼睛的色覺靈敏度，重新分配圖像成份的顏色。自然圖像的假彩色映射可定義為： ????????????????????????????????fffFFFBGRTTTTTTTTTBGR333231232221131211 () 式中 fff BGR ， 為原三基色分量； FFF BGR ， 為假彩色三基色分量； ijT 為轉(zhuǎn)移函數(shù)。 （ 1） 強度分層 強度分層是偽彩色增強技術(shù)中原理最簡單、操作最簡便的一種。這是一種均勻分層過程，還可以是非等間隔分層。原則上說，強度分層技術(shù)的效果和分層密度成比例，層次越多，細節(jié)越豐富，彩色越柔和，但分層的層數(shù)受顯示系統(tǒng)的硬件性能約束。 寶雞文理學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 26 第四章 MATLAB 基本知識介紹 MATLAB 和 Mathematica、 Maple 并稱為三大 數(shù)學(xué) 軟件。 MATLAB 可以進行 矩陣 運算、繪制 函數(shù) 和數(shù)據(jù)、實現(xiàn) 算法 、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計算、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)計與分析等領(lǐng)域 MATLAB 的概述 MATLAB 是 MATrix LABoratory（“矩陣實驗室”）的縮寫，是由美國MathWorks 公司開發(fā)的集數(shù)值計算、符號計算和圖形可視化三大基本功能于一體的，功能強大、操作簡單的語言。 MATLAB 的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達式與數(shù)學(xué) ,工程中常用的形式十分相似 ,故用 MATLAB 來解算問題要比用 C,FORTRAN 等語言完相同的事情簡捷得多。另一類是數(shù)學(xué)分析型軟件 ,Mathematica,Maple等 ,這類軟件以符號計算見長 ,能給出解析解和任意精確解 ,其缺點是處理大量數(shù)據(jù)時效率較低 .MathWorks 公司順應(yīng)多功能需求之潮流 ,在其卓越數(shù)值計算和圖示能力的基礎(chǔ)上 ,又率先在專業(yè)水平上開拓了其符號計算 ,文字處理 ,可視化建模和實時控制能力 ,開發(fā)了適合多學(xué)科 ,多部門要求的新一代科技應(yīng)用軟件 ,MATLAB 以經(jīng)占據(jù)了數(shù)值軟件市場的主導(dǎo)地位 . 在 MATLAB 進入市場前，國際上的許多軟件包都是直接以 FORTRANC 語言等編程語言開發(fā)的。 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)。 時至今日，經(jīng)過 MathWorks 公司的不斷完善， MATLAB 已經(jīng)發(fā)展成為適合多學(xué)科，多種工作平臺 的功能強大大大型軟件。在歐美等高校， MATLAB 已經(jīng)成為線性代數(shù)，自動控制理論，數(shù)理寶雞文理學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 28 統(tǒng)計，數(shù)字信號處理，時間序列分析，動態(tài)系統(tǒng)仿真等高級課程的基本教學(xué)工具；成為攻讀學(xué)位的大學(xué)生，碩士生，博士生必須掌握的基本技能。在國內(nèi)，特別是工程界 ， MATLAB 一定會盛行起來。 MATLAB 語言的特點 一種語言之所以能如此迅速地 普及，顯示出如此旺盛的生命力，是由于它有著不同于其他語言的特點，正如同 FORTRAN 和 C 等高級語言使人們擺脫了需要直接對計算機硬件資源進行操作一樣，被稱作為第四代計算機語言的MATLAB，利用其豐富的函數(shù)資源，使編程人員從繁瑣的程序代碼中解放出來 。 MATLAB 用更直觀的，符合人們思維習(xí)慣的代碼，代替了 C 和 FORTRAN 語言的冗長代碼。以下簡單介紹一下 MATLAB 的主要特點。 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?？梢哉f，用 MATLAB 進行科技開發(fā)是站在專家的肩膀上。由于 MATLAB 是用 C 語言編寫的， MATLAB 提供了和 C語言幾乎一樣多的運算符，靈活使用 MATLAB 的運算符將使程序變得極為簡短。 （ 4）程序 限制不嚴(yán)格，程序設(shè)計自由度大。 （ 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。在 FORTRAN 和 C 語言里，繪圖都很不容易，但在 MATLAB 里，數(shù)據(jù)的可視化非常簡單。 寶雞文理學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 29 （ 7） MATLAB 的缺點是，它和其他高級程序相比，程序的執(zhí)行速度較慢。 （ 8）功能強大 的工具箱是 MATLAB 的另一特色。核心部分中有數(shù)百個核心內(nèi)部函數(shù)。功能性工具箱主要用來擴充其符號計算功能，圖示建模仿真功能，文字處理功能以及與硬件實時交互功能。而學(xué)科性工具箱是專業(yè)性比較強的，如 control， toolbox, signl processing toolbox, mumnication toolbox 等。 （ 9）源程序的開放性。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。所支持的圖像處理操作有 :圖像的幾何操作、鄰域和區(qū)域操作、圖像變換、圖像恢復(fù)與增強、線性濾波和濾波器設(shè)計、變換 (DCT 變換等 ) 、圖像分析和統(tǒng)計、二值圖 像操作等。 （ 1） 圖像文件格式的讀寫和顯示。 （ 2） 圖像處理的基本運算。例如， conv2(I， J)實現(xiàn)了 I， J 兩幅圖像的卷積。 MATLAB 提供了一維和二維離散傅立葉變換 (DFT) 、快速傅立葉變換 (FFT) 、離散余弦變換 (DCT) 及其反變換函數(shù)，以及連續(xù)小波變換(CWT)、離散小波變換 (DWT)及其反變換。針對圖像的統(tǒng)計計算 MATLAB 提供了校正、直方寶雞文理學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 30 圖均衡、中值濾波、對比度調(diào)整、自適應(yīng)濾波等對圖像進行的處理。針對二值圖像， MATLAB 提供了數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)運算函數(shù)；腐蝕 (Erode)、膨脹 (Dilate)算子，以及在此基礎(chǔ)上的開 (Open)、閉 (Close)算子、厚化 (Thicken) 、薄化 (Thin) 算子等豐富的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)運算。具體的用法可參考MATLAB 豐富的幫助文檔。 寶雞文理學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 31 第五章 圖像增強算法與實現(xiàn) 圖像對比度增強的方法可以分成兩類 :一類是直接對比度增強方法 。直方圖拉伸和 直方圖均衡 化是兩種最常見的間接對比度增強方法。直方 圖均衡化則通過使用累積函數(shù)對灰度值進行 “ 調(diào)整 ” 以實現(xiàn)對比度的增強 。 圖像的灰度 常用的圖像一般是灰度圖，這時 f表示灰度值，反映了圖像上對應(yīng)點的亮度。作為圖像灰度的量度函數(shù)),( yxf 應(yīng)大于零。確切地說它們分別 稱為照度成分 ),( yxi 和反射成分 ),( yxr 。 灰度直方圖 灰度變換是圖像增強的一種重要手段，使圖像對比度擴展，圖像更加清晰，特征更加明顯。 Matlab 程序?qū)嵗? 程序如下： clear all 圖 原始圖像 寶雞文理學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 32 A=imread(39。)。輸入彩色 JPG39。39。 A=rgb2gray(A)。 GP=zeros(1,256)。 end figure,bar(0:255,GP,39。) title(39。) xlabel(39。) ylabel(39。) 圖 原始圖像直方圖 S1=zeros(1,256)。 end end S2=round((S1*256)+)。 end figure,bar(0:255,GPeq,39。) title(39。) xlabel(39。) ylabel(39。) PA=A。 end figure,imshow(PA) title(39。) imwrite(PA,39。)。在論文進行過程中，在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下，在對傳統(tǒng)的圖像增強技術(shù)的研究和大量的實驗仿真下完成的圖像增強算法的研究， 最后，圖像處理是面向?qū)ο蠛蛦栴}的一門學(xué)科。圖像處理廣闊的領(lǐng)域中，還有很多需要研究和探索的領(lǐng)域，例如：找到一種客觀的評價標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)能對圖像能夠客觀的正確的評價一幅圖像的好與壞；如何對圖像進行分類，以便能在成千上萬的圖像庫中實 現(xiàn)檢索等等。 寶雞文理學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 34 致 謝 一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計就要結(jié)束了，先對指導(dǎo)我們的 ***老師說一聲謝謝，這幾個月我學(xué)到了很多，不僅僅是關(guān)于圖像處理這門課的知識，還有很多做人做事的方法和態(tài)度。幾個月以來， *老師每個星期都準(zhǔn)時來學(xué)校來給我們指導(dǎo)和檢查每周設(shè)計完成的情況， 不辭辛苦的給我們指出錯誤以及給我們很多好的建議，讓我們在畢業(yè)設(shè)計的學(xué)習(xí)過程中少走了很多彎路，再一次向胡老師表示最誠摯的感謝。 寶雞文理學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 35 [參考文獻 ] [1] 王耀南 . 計算機圖像處理與識別技術(shù) . 北京 : 高等教育出版社 , 20xx. 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