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1、黑龙江大学研究生课程案例库建设项目黑龙江大学黑龙江大学 电子工程学院电子工程学院电子设计自动化电子设计自动化EDAEDA技术与工程应用技术与工程应用 之之MATLABMATLAB在图像处理方面的应用在图像处理方面的应用黑龙江大学研究生课程案例库建设项目目 录 1. MATLAB简介简介 2. MATLAB图像处理工具箱简介图像处理工具箱简介3. MATLAB图像处理工具箱运用实例图像处理工具箱运用实例 4. 总总 结结黑龙江大学研究生课程案例库建设项目 1. MATLAB简介简介MATLAB的背景知识的背景知识 MATLAB 的名称源自的名称源自 Matrix Laboratory ，由美，由
2、美国国MathWorks公司推出。公司推出。 MATLAB是一种科学计算软件，专门以矩阵的形是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据。式处理数据。 黑龙江大学研究生课程案例库建设项目1. MATLAB简介简介MATLAB的应用的应用MATLAB的应用的应用 科学计算科学计算 控制系统仿真控制系统仿真 图像处理图像处理 信号处理信号处理 通信系统仿真通信系统仿真 黑龙江大学研究生课程案例库建设项目1. MATLAB简介简介MATLAB的特点的特点 计算功能强计算功能强 人机界面友好人机界面友好 编程效率高编程效率高 绘图功能强绘图功能强 可扩展性强可扩展性强黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
3、1. MATLAB简介简介MATLAB的构成的构成 MATLAB主包主包1.MATLAB语言语言2.MATLAB工作环境工作环境3.句柄图形句柄图形4.MATLAB数学函数库数学函数库5.MATLAB应用接口应用接口 SIMULINK工具箱工具箱 MATLAB工具箱工具箱黑龙江大学研究生课程案例库建设项目 2. MATLAB图像处理工具箱简介图像处理工具箱简介MATLAB数字图像处理工具箱函数数字图像处理工具箱函数 数字图像处理工具箱由一系列支持图像处理操作的数字图像处理工具箱由一系列支持图像处理操作的函数组成：函数组成：1.图像显示函数；图像显示函数；2.图像文件输入、输出函数；图像文件输入
4、、输出函数；3.图像几何操作函数；图像几何操作函数；4.图像像素值及统计函数；图像像素值及统计函数；5.图像分析函数；图像分析函数；6.图像增强函数；图像增强函数；7.线性滤波函数；线性滤波函数；黑龙江大学研究生课程案例库建设项目8. 二维线性滤波器设计函数；二维线性滤波器设计函数；9. 图像变换函数；图像变换函数；10. 图像邻域及块操作函数；图像邻域及块操作函数；11. 二值图像操作函数；二值图像操作函数；12. 基于区域的图像处理函数；基于区域的图像处理函数；13. 颜色图操作函数；颜色图操作函数；14. 颜色空间转换函数；颜色空间转换函数；15. 图像类型和类型转换函数。图像类型和类型
5、转换函数。 2. MATLAB图像处理工具箱简介图像处理工具箱简介黑龙江大学研究生课程案例库建设项目2. MATLAB图像处理工具箱简介图像处理工具箱简介 MATLAB图像处理工具箱支持四种图像类型：真图像处理工具箱支持四种图像类型：真彩色图像、索引色图像、灰度图像、彩色图像、索引色图像、灰度图像、 二值图像。二值图像。 这四种类型可以用工具箱的类型转换函数相互转换。这四种类型可以用工具箱的类型转换函数相互转换。 MATLAB可操作的图像文件包括可操作的图像文件包括BMP、HDF、JPEG、PCX、TIFF、XWD等格式。等格式。黑龙江大学研究生课程案例库建设项目 3.MATLAB图像处理工具
6、箱运用实例图像处理工具箱运用实例常用的图像基本操作常用的图像基本操作图像的读写与显示操作图像的读写与显示操作 A=imread（filename，fmt） %读取图像读取图像 Imwrite（A，filename，fmt） %保存图像保存图像 Image（A） %显示图像显示图像 Imshow（A） %显示图像显示图像图像的查询操作图像的查询操作 Info=imfinfo（filename）黑龙江大学研究生课程案例库建设项目 3.MATLAB图像处理工具箱运用实例图像处理工具箱运用实例MATLAB图像处理工具箱运用实例图像处理工具箱运用实例 使用使用MATLAB对图像进行旋转、傅里叶变换、对图
7、像进行旋转、傅里叶变换、边缘检测、平滑滤波、压缩等操作。边缘检测、平滑滤波、压缩等操作。黑龙江大学研究生课程案例库建设项目 3.MATLAB图像处理工具箱运用实例图像处理工具箱运用实例1.图像的旋转图像的旋转 I=imread(lena256.bmp); imshow(I) J=imrotate(I,90,bilinear) ; %将图像逆时针旋转90 figure, imshow(J) 图1-1原始图像 图 1-2旋转后图像黑龙江大学研究生课程案例库建设项目 3.MATLAB图像处理工具箱运用实例图像处理工具箱运用实例2.图像的傅里叶变换图像的傅里叶变换 I=imread(lena256.b
8、mp); imshow(I) J=fftshift(fft2(I); %对原始图像进行二维傅里叶变换，并将中心移到零点 figure,imshow(log(abs(J),8,10) 图2-1原始图像 图2-2 离散傅里叶频谱黑龙江大学研究生课程案例库建设项目 3.MATLAB图像处理工具箱运用实例图像处理工具箱运用实例3.图像的边缘检测图像的边缘检测 I=imread(lena256.bmp); imshow(I) J=edge(I, canny); %使用canny算子对图像进行边缘检测 %J=edge(I, sobel); J=edge(I, prewitt); J=edge(I, rob
9、erts); figure, imshow(J) 图3-1原始图像 黑龙江大学研究生课程案例库建设项目 3.MATLAB图像处理工具箱运用实例图像处理工具箱运用实例 图3-2 canny检测结果 图3-3 sobel检测结果 图3-4 prewitt检测结果 图3-5 roberts检测结果 黑龙江大学研究生课程案例库建设项目 3.MATLAB图像处理工具箱运用实例图像处理工具箱运用实例4.图像的平滑滤波图像的平滑滤波 MATLAB提供的滤波函数提供的滤波函数filter2，它常与发，它常与发special函函 数连用。数连用。 Y= filter2（B,X）%使用矩阵B对X中的数据进行滤波
10、其中：其中： B=fspecial（type）%功能为产生预定义滤波器，type 的值可能是 gaussian, sobel, log, prewitt, laplacian, average等。黑龙江大学研究生课程案例库建设项目 3.MATLAB图像处理工具箱运用实例图像处理工具箱运用实例 图4-3 prewitt滤波结果 图4-4 roberts滤波结果 图4-1 原图像 图4-2 加入椒盐噪声图像 黑龙江大学研究生课程案例库建设项目 3.MATLAB图像处理工具箱运用实例图像处理工具箱运用实例 图4-5 sobel滤波结果 图4-6 prewitt滤波结果 图4-7 log滤波结果 图4
11、-8 laplacian滤波结果 黑龙江大学研究生课程案例库建设项目 3.MATLAB图像处理工具箱运用实例图像处理工具箱运用实例5.图像的压缩图像的压缩 本例子使用小波理论压缩图像。使用用本例子使用小波理论压缩图像。使用用db5小波对小波对图像进行图像进行3层小波分解，得到分解系数，然后对图层小波分解，得到分解系数，然后对图像进行三次压缩，压缩后图像如图像进行三次压缩，压缩后图像如图5-25-4所示：大所示：大小分别为：小分别为：压缩前图像压缩前图像X的大小：的大小： Name Size Bytes Class X 256x256 65536 uint8 array第一次压缩图像的大小为：第
12、一次压缩图像的大小为： Name Size Bytes Class ca1 132x132 17424 uint8 array第二次压缩图像的大小为：第二次压缩图像的大小为： Name Size Bytes Class ca2 70x70 4900 uint8 array第三次压缩图像的大小为：第三次压缩图像的大小为： Name Size Bytes Class ca3 39x39 1521 uint8 array 黑龙江大学研究生课程案例库建设项目 3.MATLAB图像处理工具箱运用实例图像处理工具箱运用实例 图3-1 原始图像 图5-2 第一次压缩后图像 图5-3 第二次压缩后图像 图5-
13、4 第三次压缩后图像黑龙江大学研究生课程案例库建设项目 4.总总 结结 MATLAB语言简洁，可读性强，工具箱涉及的语言简洁，可读性强，工具箱涉及的专业领域广泛且功能强大。专业领域广泛且功能强大。 图像工具箱几乎包括所有经典的图像处理方法。图像工具箱几乎包括所有经典的图像处理方法。工具箱具有可靠性和开放性，可以方便地直接加以使工具箱具有可靠性和开放性，可以方便地直接加以使用，也可以把自己的代码加到工具箱中以改进函数功用，也可以把自己的代码加到工具箱中以改进函数功能。因此，在图像处理技术中使用能。因此，在图像处理技术中使用MATLAB语言可以语言可以快速实现模拟仿真，大大提高实验效率。快速实现模拟仿真，大大提高实验效率。黑龙江大学研究生课程案例库建设项目
