基于MATLAB的数字图像处理.docx

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1、摘要随着信息技术的不断发展，数字图像处理技术日益化为一门引人注目、前景远大的技术，数字图像处理发展迅速，实用价值高，应用范围广，被应用于人们日常生活的方方面面，如：军事、航天、医疗、人工智能、交通规划、城市监管、工业生产、日常生活等都有其功能的体现，具有极大的研究价值和长远的研究内容。而使用MATLAB语言进行数字图像处理的原因，在于MATLAB具有超强大的数据处理功能，可以把日常不容易解决的问题，通过简单明了快捷的方式，用较短的时间和较少的人力物力一次性解决，具有强大的优势和意义，从而达到人们的需求，也为人类创造更多的便利，拓展更大的世界。本文主要介绍了MATLAB对一些图像的获取与表示、图

2、像的基本类型、图像的相互转换，以及对图像可以进行的一些基本操作。用程序代码实现图像处理，对使用MATLAB进行数字图像处理问题的研究，有了进一步的探索和认知。我相信，未来的科学领域，用MATLAB进行数字图像处理还会有更大的突破。关键词：数字图像；图像处理；MATLAB;应用AbstractWiththecontinuousdevelopmentofinformationtechnology,digitalimageprocessingtechnologyhasbecomeaneye-catchingandpromisingtechnology.Digitalimageprocessingha

3、sdevelopedrapidly,hashighpracticalvalueandhasawiderangeofapplications,andhasbeenappliedtoallaspectsofpeoplesdailylife,suchas:military,aerospace,medical,artificialintelligence,trafficplanning,urbanSupervisionJndustrialproduction,dailylifeandsoon.Ithasgreatresearchvalueandlong-termresearchcontent.Ther

4、easonforusingmatlablanguagefordigitalimageprocessingisthatmatlabhassuperpowerfuldataprocessingfunction,whichcansolveproblemsthatarenoteasytosolveindailylife.Throughsimple,clearandquickway,ithaspowerfuladvantagesandsignificanceinone-timesolutionwithshortertimeandlessmanpowerandmaterialresources,soast

5、oachievepeoplesneeds,andalsocreatemoreconvenienceforhumanbeingsandexpandthelargerworld.Herewemainlyintroducetheacquisitionandrepresentationofsomeimagesbymatlab,thebasictypesofimages,themutualtransformationofimages,andsomebasicoperationsthatcanbecarriedoutonimages.Applicationofprogramcodetoachieveima

6、geprocessing,theuseofmatlabdigitalimageprocessingresearch,hasfurtherexplorationandcognition.Ibelievethattherewillbemorebreakthroughsindigitalimageprocessingwithmatlabinthefuturescientificfield.KeyWordsrdigitalimage;imageprocessing;MATLAB;application目录摘要IAbstractII且录III1导论51.1 选题背景与意义51.2 国内外文献综述51.3

7、 论文的结构及主要内容61.4 论文的研究方法62 MATLAB和数字图像处理概述72.1 MATLAB介绍72.2 数字图像处理介绍82.3 数字图像处理的应用：93 MATLAB在数字图像处理中的应用103.1 数字图像的获取、表示103.2 MATLAB中四种基本数字图像103.2.1 RGB真彩色图像(TrUeCOIorImage)103.2.2 索弓I图像(IndexedImage)113.2.3 灰度图像(GrayscaleImage)113.2.4 二值图像(BinaryImage)113.3 图像类型的相互转换113.3.1 将索引图像转化为RGB图像113.3.2 3.2将R

8、GB图像转化为索引图像123.3.3 将RGB图像转化为灰度图像123.3.4 将灰度图像转换为索引图像133.3.5 将RGB图像转换为二值图像133.3.6 将灰度图像转换为二值图像143.4 图像的读取和显示143.5 图像的基本操作153.5.1 图像的对比增强153.5.2 图像的排值153.5.3 在图像中添加噪声163.5.4 对图像进行滤波处理173.5.5 图像的边缘检测174总结及未来展望19参考文献错误！未定义书签。致谢错误！未定义书签。选题背景与意义大约在1980年，CIeVeMoler博士在一所高校讲授线性代数时，发现使用编程来解决工程计算机问题有很多弊端，于是设计了

9、高级语言一一MATLAB软件（矩阵实验室）。该软件使用LlNPAeK（线性代数软件包）和ElSPACK（基于特征值计算的软件包），以Fortmn语言编写，具有命令转换和工程设计以及集成计算功能。与其他语言相比，使用MATLAB的语法更简单，更重要的是，它更接近于人们思维方式的编程特性，因此使用MATLAB可以更轻易解决问题。新版的MATLAB可以进行过程计算，还拥有独特的主程序包、Simulink函数工具箱等，他们都是基于矩阵计算的，可以被转换并编译程序，实现多种多样的功能。随着信息技术的不断发展，数字图像处理技术日益化为了一门让人注目、前景无量的科目，数字图像处理发展迅猛，适用价值高，应用范

10、围广，越来越多地被运用在航空航天、工业生产、人工智能、生物医学、文化艺术等各个范畴。使用MATLAB处理数字图像是当前科学技术领域的重要内容之一，因为传统的软件都无法用极短的时间处理大批量的数据处理，而MATLAB语言具有强大的科学运算能力，灵活的编程过程，高质量的图形可视化能力以及与其他程序便捷连接的接口，成为当今科学界啧啧称赞的优秀软件。被称为“矩阵实验室”的它，有其他软件无法相比的强大的矩阵运算能力。而矩阵运算正是图像处理的根柢所在，因此，通过MATLAB程序实现数字图像处理就显示出了很大的优势和意义，从而满足人们的需求，为人们创造更多的便利。1.2国内外文献综述MATLAB是当前国内外

11、普遍风行的数字计算软件。具有全面的比较图像处理功能，直接操作，简单而精确，是一个优秀的开发工具。近年来，它取得了长足的进步，并广泛被用于科学技术计算领域。具体如下：秦贝贝等人（2018）使用MATLAB图像处理工具箱将MATLAB应用于数字图像处理，采取傅里叶变换和直方图均衡化，应用其中的15种函数解决对应问题。谭篌等人（2017）分析了基于MATLAB的数字图像处理的实现，对现实有非常大的效用。张学军（2018）使用MATLAB软件对MATLAB在数字图像处理中的高级应用进行了详细的研究，识别图像上的编号，并将该技术应用于识别车牌号进行运输，可以快速识别车牌号，有很大意义。江铁成等人（201

12、7）对使用的数字图像处理进行了研究和分析，并基于对MATLAB数字图像处理技术的解释性解释，进行了深入研究，结果表明，它可以在每一个领域使用。着重说明了MATLAB数字图像处理技术的明显优势所在，尤其是与其他的常规性的语言软件相比而言，与此同时，专家们对MATLAB进行了大量研究，力求扩展其性能，让其在多领域发挥作用，给人们带来更多帮助。国外对于MATLAB进行数字图像处理更是早有渊源，1984年，有了第一个版本的MATLAB,此后一直不断更新，已经出了12个版本之多，这些一代又一代的版本下的应用程序，使普通人可以更容易操作，也使得应用范围进一步得到扩展，得到的结果也更为精确。每个领域一直都在

13、等待更多的精英者、具有前卫思想的数学家等不断探索构思，来发掘新的知识，并应用到各个学科以及大社会生活中去，因而实现无穷价值。有关用M进行数字图像处理的方法探究也终将会迎来新思潮、新的广阔天地。L3论文的结构及主要内容本论文尝试对使用MATLAB进行数字图像处理采取归纳的形式进行梳理总结，此篇论文的结构可分段为四个章节。第一部分是导论，阐述了正文的研究背景与意义、国内与国外有关“MATLAB与数字图像处理”问题进行的研究、以及论文的结构和论文使用的方法。第二部分为MATLAB与数字信号处理的介绍与阐述。第三部分是用MATLAB进行一些对图像的获取与表示，介绍了图像的基本类型，图像的相互转换，以及

14、对图像可以进行的一些基本操作。比如：对两幅图像进行加减乘除运算、显示图像的直方图、使直方图均衡化、图像的对比增强、图像的插值、对图像进行添加噪声、滤波处理、边缘检测等操作。运用程序代码，得出相应结果。第四部分是对本论文的一些总结归纳，提出课题发展现状，并展望未来，提出展望。1.4论文的研究方法(1)文献阅读法。现如今网络资源越来越多的被大多数人采用，通过网络资源数据库，校图书馆馆藏图书等方式，获得研究论文相关的文献资料和现状。并对已有的结果进行系统地归纳总结并加以深入研究和探索推广整理，可以提高我们分析问题的能力，进而提升求解相关问题的准确性。(2)理论与实际分析相结合。理论和实际一直以来是不

15、可分割的两部分。理论是为实践所服务的，而实践则反过来论证理论的。论文必须基于一定的理论基础才能进一步的研究。除却部分理论基础之外，还应该有一些实际案例，在理论与实际结合之下，论文主题更具有科学性和实用性。2MATLAB和数字图像处理概述2.1 MATLAB介绍MATLAB语言是一种高级程序语言，是信息与计算科学专业常用的软件之一。它是一种高性能数学软件，由美国数学团队为进行数值计算和分析而设计。MATLAB具有强大的大型矩阵分析、数值分析和画图功能，最初用于大型矩阵和矢量演算。无数专家学者在各自不同的领域编写适用于其领域的MATLAB应用工具包，随着对MATLAB软件的不断改进升级，如今的MA

16、TLAB功能变得更加强大，己不再仅囿于于信号处理和控制系统分析方面的应用，己成为一种全面的功能型的技术计算语言,涵盖了许多学科，使得传统的计算机编程语言逐渐被取代。众所周知，其基础的语言环境包含了上千个基于各种算法的求解函数，这样可以大大提高用户的计算和编程效率。例如，要解决非线性方程组，使用MATLAB只需要直接用fsolve函数，但如果使用C或C+语言，则需要几十个C或C+语句来编程，繁琐又麻烦。同时，一个个矩阵构成了MATLAB的基本单元，其程序语言形式几乎都是常规数学语言，与我们一般使用的相关表达方式非常相似，对于数组变量类的使用，也不需对其进行类型声明和申请内存空间，更简单高效，所以更为人们所接受。因此使用MATLAB解决问题，可以比使用C语言，C+