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1、烟台大学毕业论文基于MATLAB的数字图像处理仿真分析Simulation and Analysis of Digital Image Processing based on MATLAB申请学位：学士学位院系：文经学院电子信息与计算机科学专业：电子信息科学与技术姓名： 学号：指导老师： 2011年4月24日烟台大学文经学院基于MATLAB的数字图像处理仿真分析姓名： 导师：2011年4月24日烟台大学文经学院烟台大学毕业论文（设计）任务书院（系）：文经学院姓名学号毕业届别专业毕业论文（设计）题目指导教师刘悦林学历博士职称讲师所学专业主要内容: 本文基于密度泛函理论采用总能量的方法,并且推广梯
2、度近似, 系统地探讨钨(W)单晶的理想的抗拉强度。为钨作为一种PFM核聚变托卡马克提供有用的参考。基本要求: 着重培养解决实际问题的能力及初步的理论研究能力；查阅文献资料、调查收集信息的能力；独立思考，认真钻研，提出方案并论证方案的能力；设计、计算、绘图能力；开展社会调查，进行综合概括的能力和实验仪器设备的安装、调整与测试的能力，包括实验数据分析与处理的能力；外文阅读、计算机应用能力；撰写实验报告、设计说明书、技术总结和论文的能力；语言表达、思辨能力。进度安排：5-6 周：查找、阅读，翻译文献。 6-7 周：素材加工，系统分析。 7-8 周：撰写论文大纲。 8-10 周：撰写论文。 12 周：
3、论文修改完善。 13-14 周：定稿，打印论文，准备答辩。指导教师（签字）： 年 月 日院（系）意见： 教学院长（主任）（签字）： 年 月 日备注：基于MATLAB的数字图像处理仿真分析摘要：数字图像处理是指用数字计算机来加工处理图像，也就是通过某些数学运算对图像信息进行加工和处理，以满足人的视觉心理和实际应用需求。MATLAB是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言。我们可以利用MATLAB强大的矩阵计算功能来实现对图像的理。本文简单介绍了数字图像处理所研究的主要内容，包括图像的几何变换，图像变换，图像编码压缩，图像增强和复原图像，图像分割，图像描述，图像分类（识别）等。主要内容
4、是利用MATLAB数字图像处理工具箱来模拟仿真数字图像的灰度处理、亮度处理、截图、缩放、旋转、噪声、滤波、直方图统计、频谱分析等。MATLAB数字图像处理工具箱具有强大的图像处理功能，我们只需改变处理的程序即可改变处理方法，达到所求的处理效果。关键词 数字图像处理；MATLAB Abstract :Digital image processing is using digital computers to processing image, in which process images and information through some mathematical operation a
5、re to meet the persons visual psychology and actual application requirements. MATLAB is a new high-level language which is widely used in engineering calculation and numerical analysis field .We can use the powerful matrix to calculate function of Richards MATLAB so as to achieve the process of imag
6、es. In this thesis, we investigate main content of digital image processing simplely, including image geometric transformation, image transformation, image coding compression, image enhancement, restored image, image segmentation, image description, and image classification (identification).The main
7、 content is using MATLAB digital image processing toolbox to simulation digital image, including the level of gray , brightness, screenshots, scaling, rotating, noise, filtering, histogram statistics, and spectrum analysis. MATLAB digital image processing toolbox has strong image processing function
8、, in which we can do is changing procedure of treatment to alter processing method and achieve the desired result. Key words Digital image processing, MATLAB目录引言0第一章：绪论11.1数字图像处理概述11.2数字图像处理主要研究的内容21.21 图像的几何变换21.22图像变换21.23图像编码压缩21.24图像增强和复原图像21.25图像分割31.26图像描述31.27图像分类（识别）41.3 MATLAB软件简介4第二章 基于MAT
9、LAB数字图像处理的实现和仿真42.1 使用MATLAB实现对图像的各种编辑42.1.1 图像灰度调节42.1.2 图像亮度调节62.1.3 截图72.1.4 缩放82.2 使用MATLAB对图像进行旋转变形92.2.1 上下翻转112.2.2 左右翻转112.2.3 任意角度旋转122.3 噪声132.4 滤波132.4.1 中值滤波132.4.3 平滑滤波142.5 直方图统计152.6 频谱分析172.6.1 频谱图172.6.2 通过高通滤波器182.6.3 通过低通滤波器19参考文献21致谢22附录23引言图像是对客观存在的物体的一种相似性的生动模仿和描述，是物体的一种不完全的、不精
10、确的描述，但是在某种意义上是适当的表示。在现实生活中人们主要通过大量的图像信息来认识和判断事物，解决实际问题。 人类在自然环境和社会环境中获取大量的原始图像信息 ，通过对原始图像进行处理，从中提取出我们所需要的信息来进行深入细致的学习和研究。因此，就现实意义来讲，图像处理有着其不可忽视的作用。MATLAB是MATrix LABoratory（矩阵实验室）的缩写，是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言。MATLAB拥有可靠的数值计算和符号计算功能、强大的绘图功能、简单易学的语言体系以及为数众多的应用工具箱，广泛的应用于科学研究和解决具体的实际问题。用MATLAB对图像进行处理是当前
11、科技领域的一个重要的课题，它是用一组有序的灰度或彩色数据元素构成图像的一个像素值。这样MATLAB就可以利用其强大的矩阵计算功能实现对图像的理。第一章：绪论1.1数字图像处理概述数字图像处理(Digital Image Processing)是将图像信号转化为数字信号并通过计算机进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的过程。影响数字图像处理的产生和飞速发展的因素主要有三个：一是计算机的发展;二是数学的发展(特别是离散数学理论的创立和完善);三是广泛的农牧业、林业、环境、军事、工业和医学等方面的应用需求的增长。数字图像处理最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一定水平，人
12、们开始利用计算机来处理图形和图像信息。数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。早期的图像处理的目的是改善图像的质量，它以人为对象，以改善人的视觉效果为目的。图像处理中，输入的是质量低的图像，输出的是改善质量后的图像，常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。首次获得实际成功应用的是美国喷气推进实验室（JPL）。他们对航天探测器徘徊者7号在1964年发回的几千张月球照片使用了图像处理技术，如几何校正、灰度变换、去除噪声等方法进行处理，并考虑了太阳位置和月球环境的影响，由计算机成功地绘制出月球表面地图，获得了巨大的成功。随后又对探测飞船发回的近十万张照片进行更为复杂的图像处
13、理，并取得了月球的地形图、彩色图及全景镶嵌图，获得了非凡的成果，为人类登月创举奠定了坚实的基础，也推动了数字图像处理这门学科的诞生。在以后的数字图像处理技术，宇航空间技术，如对火星、土星等星球的探测研究中，数字图像处理技术都发挥了巨大的作用。数字图像处理取得的另一个巨大成就是在医学上获得的成果。1972年英国EMI公司工程师Housfield发明了用于头颅诊断的X射线计算机断层摄影装置，也就是我们通常所说的CT（Computer Tomograph）。CT的基本方法是根据人的头部截面的投影，经计算机处理来重建截面图像，称为图像重建。1975年EMI公司又成功研制出全身用的CT装置，获得了人体各
14、个部位鲜明清晰的断层图像。1979年，这项无损伤诊断技术获得了诺贝尔奖，说明它对人类做出了划时代的贡献。与此同时，图像处理技术在许多应用领域受到广泛重视并取得了重大的开拓性成就，属于这些领域的有航空航天、生物医学工程、工业检测、机器人视觉、公安司法、军事制导、文化艺术等，使图像处理成为一门引人注目、前景远大的新型学科。随着图像处理技术的深入发展，从70年代中期开始，随着计算机技术和人工智能、思维科学研究的迅速发展，数字图像处理向更高、更深层次发展。人们已开始研究如何用计算机系统解释图像，实现类似人类视觉系统理解外部世界，这被称为图像理解或计算机视觉。很多国家，特别是发达国家投入更多的人力、物力到这项研究，取得了不少重要的研究成果。其中代表性的成果是70年代末MIT的Marr提出的视觉计算理论，这个理论成为计算机视觉领域其后十多年的主导思想。图像理解虽然在理论方法研究上已取得不小的进展，但它本身是一个比较难的研究领域，存在不少困难，因人类本身对自己的视觉过程还了解甚少，因此计算机视觉是一个有待人们进一步探索的新领域。 1.2数字图像处理主要研究的内容数字图像处理的主要研究的内容，就其处理目的而言可以分为：恢复退化图像的本来面目、改善人的视觉效果、突出图像中目标物的某些特征、提取目标中的特征参数。根据其主要的处理流程与处理目标大致可以分为图像信息描述、图像信息处理、图像信息分析、图像
