《MATLAB基础及应用 第3版 教学课件 ppt 作者 于润伟 MATLAB基础及应用8》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MATLAB基础及应用 第3版 教学课件 ppt 作者 于润伟 MATLAB基础及应用8（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、MATLAB基础及应用,主编：朱晓慧,第8章 MATLAB综合实训,本章要点 数字图像的几何操作 图像置乱与恢复 数字水印算法的实现 图像分割与识别,8.1 数字图像的几何操作,一、项目说明 1项目要求 （1）图像的文件操作 （2）图像的剪裁操作 （3）图像的大小调整 （4）图像的旋转 （5）图像的插值操作 （6）拓展要求,2实施步骤 1）讨论、研究项目要求，明确项目内容； 2）学习项目设计提示，练习相关函数的用法； 3）编写程序，实现项目功能； 4）图形用户界面的设计与实现； 5）项目演示。,二、项目设计提示,三、项目评价,项目评价是在教师的主持下，通过项目负责人的讲解演示，评估项目的完成情
2、况，评价内容如下： 1）图像的视觉效果； 2）处理图像与原始图像之间的偏离程度； 3）图形用户界面是否友好。,8.2 数字图像增强,图像增强就是对图像进行加工，以得到对具体应用来说视觉效果更“好”，更“有用”的图像。 一、 项目说明 1项目要求 （1）图像测试 （2）图像添加噪声,（3）图像的对比度调整 （4）图像求反 （5）图像平滑 （6）拓展要求 实现图像增强操作的图形用户界面设计，包括“图像测试”、“添加噪声”、“对比度调整”、“图像求反”和“图像平滑”等基本功能。,2实施步骤 1）讨论、研究项目要求，明确项目内容； 2）学习项目设计提示，分析算法； 3）仿真算法，完成项目； 4）项目演
3、示、讲解设计方案，完成项目评价,二、项目设计提示,（1）图像测试 先将教师提供的图像读入工作空间，记下图像尺寸和数据类型，利用hist函数绘制概率分布图，注意横坐标的数值范围和步长；使用统计函数mean计算图像均值。 （2）图像添加噪声 噪声信号可以由随机矩阵函数实现，直接与图像相加即可，注意相加后的值不要超过图像的数据范围，也不要小于0；如果加噪的效果不明显，可增大随机矩阵的元素数值，例如乘以一个大于1的系数。,（3）图像的对比度调整 （4）图像求反 （5）图像平滑 将图像中除四个边（第1行、末行、第1列、末列）的元素外，每个元素都用其8邻域与其自身相加之和的平均值代替，这种平滑方法称为均值
4、滤波；如果是用这9个元素的中间值代替就称为中值滤波。元素的8邻域指在该元素上、下、左、右、对角和反对角位置上的八个元素。,三、项目评价,图像处理的效果与图像本身有关，不同的图像对同一种算法会有不同的表现。可从以下几个方面评价： （1）主观评价 观察图像处理的视觉效果，综合多个观察者的评价意见。 （2）算法评价 主要评价算法是否正确、实现功能是否符合项目要求、有无功能扩展、程序可读性如何、算法是否简练、编写是否规范、程序运行效率如何等方面。 （3）演示过程评价 主要评价演示效果如何、对算法理解程度如何、回答问题是否准确、语言是否流畅等方面。,8.3 数字图像置乱,图像置乱是对图像元素的位置按照某
5、种规律（密钥）重新排列，达到隐藏图像真实内容的目的，置乱后的图像可以根据同样的规律（密钥）恢复。 一、项目说明 1项目要求 （1）图像的客观评价 （2）图像置乱 （3）置乱图像恢复,2实施步骤 1）讨论、研究项目要求，明确项目内容； 2）学习项目设计提示，分析算法； 3）仿真算法，讨论、评价、修改算法，并确定一个项目实现方案； 4）实现方案，完成项目； 5）撰写项目报告； 6）项目演示、讲解设计方案，完成项目评价。,二、项目设计提示,（1）图像的客观评价 相关系数可以使用二维相关函数corr2实现；峰值信噪比的计算公式。 式中： 大小为的原图像 处理后的图像,（2）图像置乱 方案一：类似于扑克
6、洗牌。将图像的全部偶数行提出，构成图像1；再提出全部奇数行构成图像2，连接图像1和图像2，构成与原图像同样尺寸的新图像；对新图像的列进行同样的操作。重复n次，满足要求即可，n为密钥。 方案二：先将图像变成单列矩阵A，使每一个图像元素都有一个唯一的地址（单列矩阵的行号），再利用randperm（随机排列整数矩阵）函数生成一个同样长度的单列矩阵B，该矩阵与原图像的尺寸信息作为密钥保存；建立一个与A、B等长的单列矩阵C，C中存放以矩阵B的元素值为地址的矩阵A的元素。 （3）置乱图像恢复 需要知道置乱密钥和置乱方案才能恢复出原图像，用不同方案置乱的图像需要用相应的算法恢复。,三、项目评价,（1）客观评
7、价 利用峰值信噪比和相关系数等指标评价图像置乱效果和恢复效果。 （2）算法评价 主要评价算法实现方案的优势和缺陷，安全性如何？运算时间是多少？有无实用价值等方面。 （3）项目开发文档评价 主要评价文档内容是否完整、分析是否全面、结构是否合理、语句是否通顺、编辑排版是否规范等方面。 （4）论述答辩过程评价 主要评价答辩态度如何、思路是否清晰、回答是否准确、语言是否流畅、对算法不足方面有无认识等方面。,8.4 数字水印技术,数字水印就是将版权（或认证）信息嵌入到多媒体数据中，但不影响原始数据的正常使用，目的是鉴别非法复制或盗用的数字图像产品，主要用于数字产品的知识产权保护、产品防伪等方面。 一、项
8、目说明 1项目背景介绍 （1）数字水印分类 1）按水印特性划分 2）按水印所附载的媒体划分 3）按水印的检测过程划分 4）按水印的内容划分,（2）数字水印的评价 1）隐蔽性是指原始图像在嵌入水印后的改变程度。可以用原始图像与嵌入水印后的图像进行比较来确定其隐蔽性。 2）鲁棒性是指含有水印的图像在经过各种线性和非线性处理后，提取的水印与原始水印之间的差别。差别的大小常用来判断待测图像中是否存在水印。 3）水印容量是指水印的信息量。水印容量和鲁棒性之间是相互矛盾的，水印容量的增加会带来鲁棒性的下降，对隐蔽性也有同样的影响。,2项目要求,以一幅256256的256级灰度图像woman作为原始图像，以
9、一幅256256的黑白图像text.png的局部作为水印图像。水印检测不需要原始图像，只需要密钥；水印具有一定的隐藏性和鲁棒性。 （1）隐蔽性 要求含有水印的图像与原始图像在视觉上无明显改变、峰值信噪比大于30、相关系数大于0.95。提取的水印图像与嵌入的水印图像相关系数大于0.9，视觉上无明显差别。 （2）鲁棒性 要求含有水印的图像经过剪切、加噪声、滤波、压缩等处理后，提取的水印图像在视觉上变化不大，与原水印的峰值信噪比大于30、相关系数大于0.85。 （3）水印容量 在满足隐蔽性和鲁棒性指标的前提下，水印容量越多越好。,3实施步骤 1）讨论、研究项目要求，明确项目内容； 2）检索、阅读参考
10、资料，学习项目设计提示； 3）仿真算法，讨论、评价、修改算法，并确定一个项目实现方案； 4）实现方案，完成项目； 5）撰写项目报告； 6）项目演示、讲解设计方案，完成项目评价。,二、项目设计提示,（1）数字水印嵌入模型 （2）数字水印提取模型,（3）算法介绍 1）最低有效位算法（LSB）：是一种典型的空间域信息隐藏算法。用特定的密钥产生随 2）变换域水印算法：变换域水印算法是目前研究最多的一种数字水印，具备鲁棒性强、隐蔽性好的特点。,三、项目评价,重点评价对新技术的理解能力和研究能力，主要评价以下几个方面： （1）信息获取和归纳能力 （2）新技术的研究能力 （3）算法评价 （4）论文评价 （5
11、）答辩过程评价,8.5 大米垩白度的自动检测,一、项目说明 1项目背景介绍 垩白是指稻米胚乳中白色不透明的部分，按其发生部位可将垩白区分为腹白、心白和背白等类型， 垩白米粒与正常米粒色泽明显不同的米粒。垩白度是指垩白米粒的垩白面积占试样米粒面积总和的百分比。现行的垩白度检测采用人工目测完成，由于目测很难精确确定垩白面积，因此导致主观性强、效率低且可重复性差，影响了稻米的商品流通和加工品质提高。,2项目要求 （1）图像采集 （2）图像增强 （3）图像分割 （4）图像统计,3实施步骤 1）讨论、研究项目要求，明确项目内容； 2）查阅参考资料和项目设计提示，研究比较图像分割算法； 3）讨论、仿真算法
12、，确定一个适合本项目图像分割方案； 4）完成大米垩白度的自动检测算法； 5）检测大米样品，比较自动检测结果与人工检测结果； 6）撰写项目报告； 7）项目演示、讲解设计方案，完成项目评价。,二、项目设计提示,首先用数码相机或摄像头把大米样品图像读入计算机，为减少计算量将彩色图像转换成灰度图像；再进行中值滤波和区域背景亮度估计等图像增强处理；选取样品局部图像，利用大津算法自动选取籽粒分割阈值和垩白分割阈值，并作为固定阈值参数保存；然后分别使用两个存储的阈值参数分割图像，得到全部米粒及垩白区域的二值图像；最后计算出米粒总面积、垩白面积，就可算出检测样品的垩白度。,三、项目评价,（1）信息获取和归纳能力 （2）研究能力 （3）算法评价 （4）论文评价 （5）答辩过程评价,
