数字图像课程设计

数字图像课程设计
数字图像课程设计

中国地质大学长城学院

本科课程设计

课设名称:数字图像处理课程设计

课设题目:基于MATLAB的图像融合设计

院别工程技术学院

学生姓名

专业

学号

指导教师

职称

2019年06 月30 日

基于MATLAB的图像融合设计

摘要

图像融合能够将不同类型传感器获取的同一对象的图像数据进行空间配准。并且采用一定的算法将不同类型的传感器获取的同一对象的图像数据所含用的信息优势或互补性

有机地结合起来产生的新的图像数据。这种新数据含有所研究对象的更多信息表征,与单一图像相对比,能够减少或抑制所研究对象可能存在的多义性、不确定性和误差,最大限度地利用同一对象的多种图像数据的信息。

论文中主要内容是;首先介绍了图像信息融合的概念、接着论述了像素级、特征级、决策级三个图像融合的层次及MATLAB介绍,在最后论述了图像融合的在生活中的应用。

关键词:图像融合;图像层次;应用;

目录

基于MATLAB的图像融合设计 0

摘要 0

第一章绪论 (1)

1.1图像融合的概念 (1)

1.2图像融合的主要研究内容 (1)

第二章图像融合的常用方法 (3)

2.1 图像融合的常用算法 (3)

2.1.1 基于图像灰度的融合算法 (3)

2.1.2基于变换域的融合算法 (3)

2.2图像融合规则 (4)

第三章MATLAB 程序设计 (5)

3.1 MATLAB 软件简介 (5)

3.2 MATLAB 软件窗口环境 (6)

第四章图像融合实例-小波变换(DWT ) (8)

第五章应用与总结 (12)

参考文献 (13)

附录 (14)

第一章 绪论

图像融合技术作为多类型传感器信息融合的一个非常重要的分支-可视信息的融合,近20年来,引起了世界范围为内的广泛关注和研究热潮。图像融合就是通过多幅图像数据互补得到一幅新的图像,在这幅图像中能够反映多重原始图像中的信息。图像融合的目的是充分利用多个待融合源图像中包含的互补信息,融合后的图像应该更适合于人类视觉感知或计算机后续处理,减少不确定性。图像融合技术在遥感、医学、自然资源勘测、生物学等领域占有极其重要的地位。

论文中介绍了像素级图像融合常用方法及图像融合实例。

1.1图像融合的概念

图像融合是二十世纪70年代后期提出的新的概念,是多传感器信息中可视信息部分的融合,是将多源信道所采集的关于统一目标图像经过一定的图像处理,提取各自信道的信息,最后合成统一的图像以供观察和处理。鉴于图像融合具有突出的探测优越性,在技术先进国家受到高度重视并取得相当的进展。

图像融合的形式大致可分为多传感器不同时获取的图像的融合、多传感器同时获取的融合、单一传感器不同时间,不同条件获取的图像融合三种。图像融合能够充分利用这些时间或空间上冗余或互补的图像信息,依据一定的融合算法合成一幅满足某种需要的新图像,从而获得对场景的进一步分析、理解以及目标的检测、识别或跟踪。

1.2图像融合的主要研究内容

图像融合的层次可分为 : 像素级、特征级和决策级。

像素级图像融合是在基础层面上进行的信息融合,其主要完成的任务是对多传感器目

标和背景要素的测量结果进

行融合处理。像素级图像融合是直接在原始数据层上进行的融合,该层次的融合准确性最高,能够提供其它层次上的融合处理所不具有的更丰富、更精确、更可靠的细节信息,有利于图像的进一步分析、处理与理解。

像素级融合是图像

图1 图像融合示意图

图2 像素级图像融合原理图示意图

融合中最为复杂且实施难度最大的融合。

特征级图像融合是对源图像进行预处理和特征提取后获得的特征信息 ( 如边缘、形

状、轮廓、区域等 ) 进行综合。特征级融合属于中间层次的信息融合,它既保留了足够数量的重要信息,又可对信息进行压缩,有利于实时处理。它使用参数模板、统计分析、模式相关等方法完成几何关联、特征提取和目标识别等功能,以利于系统判决。一般从源图像中提

取的典型特征信息有 : 线型、边缘、纹理、光谱、相似亮度区域、相思景深区域等。

决策级图像融合是一种更高层次的信息融合,其结果将为各种控制或决策提供依据。这种方法是首先对各个源数据进行处理,分别得出判断和识别的结果,融合中心将这些结果按照一定的准则和每个数据源决策的可信度进行协调,以取得最优的决策结果。

图3 特征级图像融合原理示意图

图4决策级图像融合原理示意图

第二章图像融合的常用方法

2.1 图像融合的常用算法

2.1.1 基于图像灰度的融合算法

基于图像灰度值的融合方法比较简单,此类方法有选择法,加权平均法,优化法等。

选择法:将采集到的图像转换为灰度图像,用矩阵记录各点像素值。对于重叠区域的各点像素值,设定一个阈值,当对应两点的像素值差值在阈值判定范围内时只选择一幅图像中改点的像素值作为拼接后该点的像素值。此融合方法操作简单,但拼接区域过渡不平滑,极易出现拼接缝隙。

加权平均法:对两幅图像重叠区域的每个像素值按距离重叠区域边缘的远近进行加权,离边缘越近加权系数越小。在加权系数的基础上计算加权像素值,并在拼接图像的该像素位置賦予加权平均后的像素值。加权平均可以是线性加权,也可以三角函数的形式定义加权系数,使加权计算结果更加真实有效。

优化法:优化法就是根据不同类型图像拼接融合的需求,混合使用灰度融合算法,或在统计重叠区域像素特征的基础上分别采用多种方案的融合方法,以此来提高图像的融合效果。

基于图像灰度的融合算法简单、直观、灵活、易操作,本文提出的方法在融合方面选择基于图像灰度的加权平均法。

2.1.2基于变换域的融合算法

传统的信号理论是建立在Fourier分析基础上的,而Fourier变换作为一种全局性的变换,存在一定的局限性。在实际应用中,人们对Fourier变换进行了各种改进,从而产生了小波分析。在信号处理、图像处理、语音处理以及众多非线性科学领域,它被认为是继Fourier分析之后的又一个有效的时频分析方法。与Fourier变换相比,小波变换是一个在时间域和频域的局部变换,能够快速的从数据中获得有效信息,在进行伸缩和平移等运算后,对函数或信号进行多尺度的细致分析(Multiscale Analysis),从而解决了从而解决了Fourier变换无法处理的难题。

在图像处理领域,小波变换有以下几个优点;

(1)它能够对信号提供一个相对完善的描述,并且覆盖整个频域空间:

(2)借助于选择合适的滤波器,小波变换能够很好的降低获取到的不同特征之间的关联度:

(3)小波变换具有较好的“变焦"特性,在低频段,可以采用高频率分辨率和低时间分辨率的宽分析窗口:在高段,可以采用低频率分辨率和高时间分辨率的窄分析窗口:

(4)小波变换在实现上有快速的算法,比如Mallat小波分解算法。

鉴于小波变换的以上几个优点,在图像融合时也常选择对图像进行小波变换,在变换后的不同频域空间上分别采用融合策略,在频域空间融合之后再进行一次逆变换,从而得到融合后的图像。本文也将采用小波变换的方法,在下文中为大家举例。

2.2图像融合规则

图像的融合规则(Fusion rule)是图像融合的核心,融合规则的好坏直接影响融合图像的速度和质量。

Burt提出了基于像素选取的融合规则,在将原图像分解成不同分辨率图像的基础上,选取绝对值最大的像素值(或系数)作为融合后的像素值(或系数)。这是基于在不同分辨率图像中,具有较大值的像素(或系数)包含更多的图像信息。

Petrovic和Xydeas提出了考虑分解层内各图像(若存在多个图像)及分解层间的相关性的像素选取融合规则。蒲恬在应用小波变换进行图像融合时,根据人类视觉系统对局部对比度敏感的特性,采用了基于对比度的像素选取融合规则。

基于像素的融合选取仅是以单个像素作为融合对象,它并未考虑图像相邻像素间的相关性,因此融合结果不是很理想。考虑图像相邻像素间的相关性,Burt和Kolczynski 提出了基于区域特性选择的加权平均融合规则,将像素值(或系数)的融合选取与其所在的局部区域联系起来。

在Lietal提出的融合规则中,其在选取窗口区域中较大的像素值(或系数)作为融合后像素值(或系数)的同时,还考虑了窗口区域像素(或系数)的相关性。Chibani和Houacine在其融合规则中,通过计算输入原图像相应窗口区域中像素绝对值相比较大的个数,决定融合像素的选取。基于窗口区域的融合规则由于考虑相邻像素的相关性,因此减少了融合像素的错误选取,融合效果得到提高。

ZZhang和Blum提出了基于区域的融合规则。将图像中每个像素均看作区域或边缘的一部分,并用区域和边界等图像信息来指导融合选取。采用这种融合规则所得到的融合效果较好,但此规则相对其他融合规则要复杂。对于复杂的图像,此规则不易于实现。

第三章 MATLAB 程序设计

3.1 MATLAB 软件简介

MATLAB的名称源自Matrix Laboratory,它是一种科学计算软件,专门以矩阵的形式处理数据。MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起,并提供了大量的内置函数,从而被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作,而且利用MATLAB产品的开放式结构,可以非常容易地对MATLAB的功能进行扩充,从而在不断深化对问题认识的同时,不断完善MATLAB产品以提高产品自身的竞争能力。

目前MATLAB 产品族可以用来进行:

数值分析

数值和符号计算

工程与科学绘图

控制系统的设计与方针

数字图像处理

数字信号处理

通讯系统设计与仿真

财务与金融工程

MATLAB是MATLAB产品家族的基础,它提供了基本的数学算法,例如矩阵运算、数值分析算法,MATLAB 集成了2D和3D图形功能,以完成相应数值可视化的工作,并且提供了一种交互式的高级编程语言——M语言,利用M 语言可以通过编写脚本或者函数文件实现用户自己的算法。

MATLAB Compiler是一种编译工具,它能够将那些利用MATLAB提供的编程语言编写的函数文件编译生成为函数库、可执行文件COM组件等等。这样就可以扩展MATLAB功能,使MATLAB能够同其他高级编程语言例如C/C++语言进行混合应用,取长补短,以提高程序的运行效率,丰富程序开发的手段。

表1 MATLAB 产品方向

利用M语言还开发了相应的MATLAB专业工具箱函数供用户直接使用。这些工具箱应用的算法是开放的可扩展的,用户不仅可以查看其中的算法,还可以针对一些算法进行修改,甚至允许开发自己的算法扩充工具箱的功能。目前 MATLAB 产品的工具箱有四十多个,分别涵盖了数据获取、科学计算、控制系统设计与分析、数字信号处理、数字图像处理、金融财务分析以及生物遗传工程等专业领域。

Stateflow是一个交互式的设计工具,它基于有限状态机的理论,可以用来对复杂的事件驱动系统进行建模和仿真。Stateflow与Simulink和MATLAB紧密集成,Stateflow 创建的复杂控制逻辑有效地结合到Simulink的模型中。

在MATLAB产品族中,自动化的代码生成工具主要有Real-Time Workshop(RTW )和 Stateflow Coder,这两种代码生成工具可以直接将Simulink的模型框图和Stateflow的状态图转换成高效优化的程序代码。利用RTW 生成的代码简洁、可靠、易读。目前RTW支持生成标准的C语言代码,并且具备了生成其他语言代码的能力。整个代码的生成、编译以及相应的目标下载过程都是自动完成的,用户需要做得仅仅使用鼠标点击几个按钮即可。MathWorks公司针对不同的实时或非实时操作系统平台,开发了相应的目标选项,配合不同的软硬件系统,可以完成快速控制原型(Rapid Control Prototype )开发、硬件在回路的实时仿真(Hardware-in-Loop)、产品代码生成等工作。

另外,MATLAB开放性的可扩充体系允许用户开发自定义的系统目标,利用Real-Time Workshop Embedded Coder能够直接将Simulink的模型转变成效率优化的产品级代码。代码不仅可以是浮点的,还可以是定点的。MATLAB开放的产品体系使MATLAB成为了诸多领域的开发首选软件,并且,MATLAB 还具有300余家第三方合作伙伴,分布在科学计算、机械动力、化工、计算机通讯、汽车、金融等领域。接口方式包括了联合建模、数据共享、开发流程衔接等等。

3.2 MATLAB 软件窗口环境

计算机安装好 MATLAB 之后,双击 MATLAB 图标,就可以进入命令窗口,此时意味着系统处于准备接受命令的状态,可以在命令窗口中直接输入命令语句。

MATLAB 语句形式

》变量=表达式;

通过等于符号将表达式的值赋予变量。当键入回车键时,该语句被执行。语句执行之后,窗口自动显示出语句执行的结果。如果希望结果不被显示,则只要在语句之后加上一个分号(;)即可。此时尽管结果没有显示,但它依然被赋值并在MATLAB工作空间中分配了内存。

变量和数值显示格式:

( 1 )变量

变量的命名:变量的名字必须以字母开头(不能超过 19 个字符),之后可以是任意字母、数字或下划线;变量名称区分字母的大小写;变量中不能包含有标点符号。

一些特殊的变量

ans:用于结果的缺省变量名i j:虚数单位

pi圆周率nargin:函数的输入变量个数

eps:计算机的最小数nargout:函数的输出变量个数

inf:无穷大realmin:最小;正实数

realmax:最大正实数nan:不定量

flops:浮点运算数

变量操作

在命令窗口中,同时存储着输入的命令和创建的所有变量值,它们可以在任何需要的时候被调用。如要察看变量a的值,只需要在命令窗口中输入变量的名称即可:》a ( 2 )数值显示格式

任何 MATLAB 的语句的执行结果都可以在屏幕上显示,同时赋值给指定的变量,没有指定变量时,赋值给一个特殊的变量ans,数据的显示格式由format命令控制。

forma只是影响结果的显示,不影响其计算与存储:MATLAB总是以双字长浮点数(双精度)来执行所有的运算。

2.3 M语言编程

MATLAB是美国MathWorks公司开发的用于教育、工程与科学计算的软件产品,它向用户提供从概念设计、算法开发、建模仿真到实时实现的理想集成环境。无论是进行科学研究、产品开发,还是从事教育事业,MATLAB产品都是非常有效的工具。相对于其他类似于MATLAB 的仿真软件,MATLAB的一个显著特点就是它提供了一种用于编程的高级语言-M语言。通过这种语言,用户可以用类似于数学公式的方式来编写算法,大大降低了编程所需的难度并节省了时间,从而让用户把主要的精力集中在算法的构思而不是编程上。

在MATLAB中,在给变量赋值之前,不需要定义它的类型。例如对变量var1赋值1000,并没有事先定义var1的数据类型。MATLAB会自动决定变量的类型,并为它分配内存空间。对上述变量var1,MATLAB将它默认定义为双精度浮点型,分配8个字节的存储空间。语言中的变量名(包括函数名)是以英文字母开头的英文字母、下划线和阿拉伯数字的组合,有效长度不超过 31 。

M 语言支持类似于数学公式的编程。例如,C=A+B 就可完成矩阵A和矩阵B的相加运算,并把结果存储在C中。MATLAB中所有的变量都没有维数的限制(维数自动扩展),并且是以数组(array)的方式存储。但在数学意义上,基本上可以把所有的变量都当作矩阵来理解,尤其是对数值变量(对于结构数组,元胞数组最好不要当作矩阵来理解)。例如在 C=A+B中,变量A和B都是以2×2维数组的方式存储的(存储方式为按列存储,而C/C++ 中的数组变量是按行存储的,这个区别需要注意),在数学意义上可将A和B当作两个2×2 维的矩阵,C=A+B完成的便是两个矩阵的相加运算。同样的,[U,S,V]=svd(A)实现对矩阵 A 的奇异值分解。在MATLAB中所有变量的维数都可自动扩展,但始终保持它的矩形结构。

第四章图像融合实例-小波变换( DWT )

在众多的图像融合技术中,基于小波变换的图像融合方法已成为现今研究的一个热点。这类算法主要是利用人眼对局部对比度的变化比较敏感这一事实,根据一定的融合规则,在多幅原图像中选择出最显著的特征,例如边缘、线段等,并将这些特征保留在最终的合成图像中。在一幅图像的小波变换中,绝对值较大的小波系数对应于边缘这些较为显著的特征,所以大部分基于小波变换的图像融合算法主要研究如何选择合成图像中的小波系数,也就是三个方向上的高频系数,从而达到保留图像边缘的目的。虽然小波系数(高频系数)的选择对于保留图像的边缘等特征具有非常主要的作用,但尺度系数(低频系数)决定了图像的轮廓,正确地选择尺度系数对提高合成图像的视觉效果具有举足轻重的作用。

基于SIDWT(Shift Invariance Discrete Wavelet Transform)小波变换的算法程序:filename1='C:\文档数据\作业\图像融合\1.jpg';

info=imfinfo(filename1);

width1=info.Width;

height1=info.Height;

if strcmp(info.ColorType,'grayscale')==1

[A,MAP]=gray2ind(imread(filename1));

RGB1=ind2rgb(A,MAP);

end

if strcmp(info.ColorType,'indexed')==1

[A,MAP]=imread(filename1);

RGB1=ind2rgb(A,MAP);

end

if strcmp(info.ColorType,'truecolor')==1

RGB1=imread(filename1);

end

figure,imshow(RGB1);

filename2='C:\文档数据\作业\图像融合\2.jpg';

info=imfinfo(filename2);

width2=info.Width;

height2=info.Height;

if strcmp(info.ColorType,'grayscale')==1

[A,MAP]=gray2ind(imread(filename2));

RGB2=ind2rgb(A,MAP);

end

if strcmp(info.ColorType,'indexed')==1

[A,MAP]=gray2ind(imread(filename2));

RGB2=ind2rgb(A,MAP);

end

if strcmp(info.ColorType,'truecolor')==1 [A,MAP]=gray2ind(imread(filename2)); RGB2=ind2rgb(A,MAP);

end

figure,imshow(RGB2);

BW=~im2bw(RGB1);

figure;imshow(BW);

B=imfill(imfill(BW,[1,1],4),[1,width1],4);

B=~xor(BW,B);

A=im2double(RGB1);

D=zeros(height1,width1);

K=3;

for i=1:1:height1

for j=1:1:width1

if B(i,j)==0

A(i,j,1)=0;

A(i,j,2)=0;

A(i,j,3)=1.0;

else

for K=1:1:K

N(k)=B(i,j+k-round(K/2));

end

if ~all(N)

if~isempty(find(N==1, 1))

k1=1;k2=-1;

while 1

r=A(i,j+k1,1);

g=A(i,j+k1,2);

b=A(i,j+k1,3);

if B(i,j+k1)==1

break;

end

r=A(i,j+k2,1);

g=A(i,j+k2,2);

b=A(i,j+k2,3);

if B(i,j+k2)==1

break;

end

k1=k1+1;k2=k2-1;

end

A(i,j,1)=r;

A(i,j,2)=g;

A(i,j,3)=b;

end

end

end

end

end

x=280;y=100;

RGB=im2double(RGB2);

for i=1:1:height1

for j=1:1:width1

if B(i,j)==1

if D(i,j)==1

RGB(y+i,x+j,1)=0.5*A(i,j,1)+0.5*RGB(y+i,x+j,1);

RGB(y+i,x+j,2)=0.5*A(i,j,2)+0.5*RGB(y+i,x+j,2);

RGB(y+i,x+j,3)=0.5*A(i,j,3)+0.5*RGB(y+i,x+j,3);

else

RGB(y+i,x+j,1)=A(i,j,1);

RGB(y+i,x+j,2)=A(i,j,2);

RGB(y+i,x+j,3)=A(i,j,3);

end

end

end

end

figure;imshow(RGB);

小波变换技术从时间频率采用局部化作用分析,同时小波变换可以有效的对信号数据进行具体分解,从中获得更为具体的信息,具备了短时傅立叶变换局部处理化的基本原理,基于伸缩平移处理运算对信号数据完成多尺度细化处理,并达到高频段时域和低频段频率细分的目的。

为了加深印象用上述的基于小波变换的程序在MATLAB上进行用做图像融合的验证实验,我在网上找了两张分辨率相同图作为图像融合的原始材料,原图如下:

由上述的程序运行得到下图:

仿真结果分析:从仿真结果可以看出,文章中给出的方法能够很好地保留原来图片中的有用信息,得到目标聚焦很清晰的融合图片。参加融合的图片都需要经过配准,图片是否配准,直接影响到融合的结果。而本实验中的图片都进行了配准。1中用小波函数sym4对X1进行2层小波分解对分解系数进行处理以突出轮廓部分,弱化细节部分,从实验的结果中,我们可以明确的看到,融合后的图象具有了两幅图象的特征;2

中将两幅描述同一

图5 聚焦在左边的图像

图6 聚焦在右边的图像

对象的模糊图象,可见到它们分别在不同的地方有些模糊,然后通过小波变换对其进行图像融合,可以从结果中看到融合后的图象清楚的表现了对象特征。

第五章应用与总结

图像融合技术在军事、遥感和医学成像等领域有着广泛的应用,和人工智能等的新兴技术。近年来,图像融合已成为一种十分重要的图像分析与计算机视觉技术。它在自动目标识别计算机视觉遥感、机器人、医学图像处理以及军事应用等领域有着广泛的应用前景。

智能机器人领域:动作控制“对环境的视觉触觉力矩反馈”立体摄像融合“智能注视控制”自动目标识别和跟踪。信息融合技术对机器人领域起到了一定的推动作用。作为信息融合的重要分支-图像融合技术可用于自动目标识别等。

医学影像领域:计算机辅助手术、 3-D 表面空间校准。医学图像融合是医学图像后处理的研究热点主要包括转换、配准和信息提取三个步骤。它充分利用多模式图像获得互补信息,使临床的诊断和治疗更加准确完善。

数字图像融合是图像分析的一项重要技术,该技术在数字地图拼接、全景图、虚拟现实等领域有着重要应用。虽然Photoshop等图像处现软件提供了图像处理功能,可以通过拖放的方式进行图像拼接,但由于完全是手工操作,单调乏味,且精度不高,因此,有必要寻找一种方便可行的图像融合方法。Mattab具有强大的计算功能和丰富的工具箱函数,例如图像处理和小波工具箱包含了大多数经典算法,并且它提供了一个非常方便快捷的算法研究平台,可让用户把精力集中在算法上而不是编程上,从而能大大提高研究效率。

图像融合利用小波变换算法对原图像进行融合处理,边缘的点加以保留,得到的合成图像十分清晰,细节很丰富。

参考文献

[1] 敬忠良,肖刚,李振华. 图像融合--理论与应用[M]. 北京:高等教育出版社, 2007:3-9.

[2] 王文武.像素级图像融合技术研究[D]. 华中科技大学, 2005:9-10.

[3] 张晓东,罗火灵. VTK图形图像开发进阶[M]. 机械工业出版社, 2015

[4] 赵晓雷. 像素级图像融合技术研究[D]. 西安科技大学, 2010:1-5, 38-42.

附录

程序:filename1='C:\文档数据\作业\图像融合\1.jpg'; info=imfinfo(filename1);

width1=info.Width;

height1=info.Height;

if strcmp(info.ColorType,'grayscale')==1

[A,MAP]=gray2ind(imread(filename1));

RGB1=ind2rgb(A,MAP);

end

if strcmp(info.ColorType,'indexed')==1

[A,MAP]=imread(filename1);

RGB1=ind2rgb(A,MAP);

end

if strcmp(info.ColorType,'truecolor')==1

RGB1=imread(filename1);

end

figure,imshow(RGB1);

filename2='C:\文档数据\作业\图像融合\2.jpg';

info=imfinfo(filename2);

width2=info.Width;

height2=info.Height;

if strcmp(info.ColorType,'grayscale')==1

[A,MAP]=gray2ind(imread(filename2));

RGB2=ind2rgb(A,MAP);

end

if strcmp(info.ColorType,'indexed')==1

[A,MAP]=gray2ind(imread(filename2));

RGB2=ind2rgb(A,MAP);

end

if strcmp(info.ColorType,'truecolor')==1

[A,MAP]=gray2ind(imread(filename2));

RGB2=ind2rgb(A,MAP);

end

figure,imshow(RGB2);

BW=~im2bw(RGB1);

figure;imshow(BW);

B=imfill(imfill(BW,[1,1],4),[1,width1],4);

B=~xor(BW,B);

A=im2double(RGB1);

D=zeros(height1,width1);

K=3;

for i=1:1:height1

for j=1:1:width1

if B(i,j)==0

A(i,j,1)=0;

A(i,j,2)=0;

A(i,j,3)=1.0;

else

for K=1:1:K

N(k)=B(i,j+k-round(K/2));

end

if ~all(N)

if~isempty(find(N==1, 1))

k1=1;k2=-1;

while 1

r=A(i,j+k1,1);

g=A(i,j+k1,2);

b=A(i,j+k1,3);

if B(i,j+k1)==1

break;

end

r=A(i,j+k2,1);

g=A(i,j+k2,2);

b=A(i,j+k2,3);

if B(i,j+k2)==1

break;

end

k1=k1+1;k2=k2-1;

end

A(i,j,1)=r;

A(i,j,2)=g;

A(i,j,3)=b;

end

end

end

end

end

x=280;y=100;

RGB=im2double(RGB2);

for i=1:1:height1

for j=1:1:width1

if B(i,j)==1

if D(i,j)==1

RGB(y+i,x+j,1)=0.5*A(i,j,1)+0.5*RGB(y+i,x+j,1);

RGB(y+i,x+j,2)=0.5*A(i,j,2)+0.5*RGB(y+i,x+j,2);

RGB(y+i,x+j,3)=0.5*A(i,j,3)+0.5*RGB(y+i,x+j,3);

else

RGB(y+i,x+j,1)=A(i,j,1);

RGB(y+i,x+j,2)=A(i,j,2);

RGB(y+i,x+j,3)=A(i,j,3);

end

end

end

end

figure;imshow(RGB);

中国地质大学长城学院课程设计成绩评定表

数字图像处理 课程设计报告

数字图像处理 课程设计报告 姓名: 学号: 班级: 设计题目:图像处理 教师:赵哲老师 提交日期: 12月29日

一、设计内容: 主题:《图像处理》 详细说明:对图像进行处理(简单滤镜,模糊,锐化,高斯模糊等),对图像进行处理(上下对称,左右对称,单双色显示,亮暗程度调整等),对图像进行特效处理(反色,实色混合,色彩平衡,浮雕效果,素描效果,雾化效果等), 二、涉及知识内容: 1、二值化 2、各种滤波 3、算法等 三、设计流程图 四、实例分析及截图效果: 运行效果截图: 第一步:读取原图,并显示 close all;clear;clc; % 清楚工作窗口clc 清空变量clear 关闭打开的窗口close all I=imread(''); % 插入图片赋给I imshow(I);% 输出图I I1=rgb2gray(I);%图片变灰度图 figure%新建窗口 subplot(321);% 3行2列第一幅图 imhist(I1);%输出图片

title('原图直方图');%图片名称 一,图像处理模糊 H=fspecial('motion',40); %% 滤波算子模糊程度40 motion运动 q=imfilter(I,H,'replicate');%imfilter实现线性空间滤波函数,I图经过H滤波处理,replicate反复复制q1=rgb2gray(q); imhist(q1); title('模糊图直方图'); 二,图像处理锐化 H=fspecial('unsharp');%锐化滤波算子,unsharp不清晰的 qq=imfilter(I,H,'replicate'); qq1=rgb2gray(qq); imhist(qq1); title('锐化图直方图'); 三,图像处理浮雕(来源网络) %浮雕图 l=imread(''); f0=rgb2gray(l);%变灰度图 f1=imnoise(f0,'speckle',; %高斯噪声加入密度为的高斯乘性噪声 imnoise噪声污染图像函数 speckle斑点 f1=im2double(f1);%把图像数据类型转换为双精度浮点类型 h3=1/9.*[1 1 1;1 1 1;1 1 1]; %采用h3对图像f2进行卷积滤波 f4=conv2(f1,h3,'same'); %进行sobel滤波 h2=fspecial('sobel'); g3=filter2(h2,f1,'same');%卷积和多项式相乘 same相同的 k=mat2gray(g3);% 实现图像矩阵的归一化操作 四,图像处理素描(来源网络) f=imread(''); [VG,A,PPG] = colorgrad(f); ppg = im2uint8(PPG); ppgf = 255 - ppg; [M,N] = size(ppgf);T=200; ppgf1 = zeros(M,N); for ii = 1:M for jj = 1:N if ppgf(ii,jj)

电子科技大学-数字图像处理-课程设计报告

电子科技大学 数字图像处理课程设计 课题名称数字图像处理 院(系)通信与信息工程学院 专业通信工程 姓名 学号 起讫日期 指导教师

2015年12月15日 目录 摘要: (03) 课题一:图像的灰度级分辨率调整 (04) 课题二:噪声的叠加与频域低通滤波器应用 (06) 课题三:顶帽变换在图像阴影校正方面的应用 (13) 课题四:利用Hough变换检测图像中的直线 (15) 课题五:图像的阈值分割操作及区域属性 (20) 课题六:基于MATLAB?的GUI程序设计 (23)

结束语: (36) 参考文献: (37)

基于MATLAB?的数字图像处理课题设计 摘要 本文首先对数字图像处理的相关定义、概念、算法与常用变换进行了介绍;并通过七个课题实例,借助MATLAB?的图像处理工具箱(Computer Vision System Toolbox)对这些案例逐一实现,包括图像的灰度值调整、图像噪声的叠加、频域低通滤波器、阈值分割、Hough变换等,常用的图像变化与处理;然后通过MATLAB?的GUI程序设计,对部分功能进行模块化整合,设计出了数字图像处理的简易软件;最后给出了软件的帮助文件以及该简易程序的系统结构和m代码。 关键词:灰度值调整噪声图像变换 MATLAB? GUI设计

课题一:图像的灰度级分辨率调整 设计要求: 128,64,32,16,8,4,2,并在同一个figure窗将图像的灰度级分辨率调整至{} 口上将它们显示出来。 设计思路: 灰度级分辨率又称色阶,是指图像中可分辨的灰度级的数目,它与存储灰度级别所使用的数据类型有关。由于灰度级度量的是投射到传感器上的光辐射值的强度,所以灰度级分辨率又称为辐射计量分辨率。随着图像灰度级分辨率的的逐渐降低,图像中所包含的颜色数目将变得越来越少,从而在颜色维度造成图像信息量的退化。 MATLAB?提供了histeq函数用于图像灰度值的改变,调用格式如下: J = histeq(I,n) 其中J为变换后的图像,I为输入图像,n为变换的灰度值。依次改变n的值为 128、64、32、16、8、4、2 就可以得到灰度值分辨率为128、64、32、16、8、4、2 的输出图像。利用MATLAB?的subplot命令可以将不同灰度的图像放在同一个figure中方便对比。 课题实现: 该思路的MATLAB?源代码如下: in_photo=imread('lena.bmp'); %读入图片“lena.bmp”,位置在matlab当前工作区路径下D:\TempProject\Matlab\Works for i = [128,64,32,16,8,4,2] syms(['out_photo',num2str(i)]); %利用for循环定义7个变量,作为不同灰度值分辨率的输出变量 eval(['out_photo',num2str(i), '=histeq(in_photo,i)',';']); %histeq函数用于改变图像灰度值,用eval函数给变量循环赋值

数字图像处理课程设计报告

课程设计报告书课程名称:数字图像处理 题目:数字图像处理的傅里叶变换 学生姓名: 专业:计算机科学与技术 班别:计科本101班 学号: 指导老师: 日期: 2013 年 06 月 20 日

数字图像处理的傅里叶变换 1.课程设计目的和意义 (1)了解图像变换的意义和手段 (2)熟悉傅里叶变换的基本性质 (3)热练掌握FFT的方法反应用 (4)通过本实验掌握利用MATLAB编程实现数字图像的傅里叶变换 通过本次课程设计,掌握如何学习一门语言,如何进行资料查阅搜集,如何自己解决问题等方法,养成良好的学习习惯。扩展理论知识,培养综合设计能力。 2.课程设计内容 (1)熟悉并掌握傅立叶变换 (2)了解傅立叶变换在图像处理中的应用 (3)通过实验了解二维频谱的分布特点 (4)用MATLAB实现傅立叶变换仿真 3.课程设计背景与基本原理 傅里叶变换是可分离和正交变换中的一个特例,对图像的傅里叶变换将图像从图像空间变换到频率空间,从而可利用傅里叶频谱特性进行图像处理。从20世纪60年代傅里叶变换的快速算法提出来以后,傅里叶变换在信号处理和图像处理中都得到了广泛的使用。 3.1课程设计背景 数字图像处理(Digital Image Processing)又称为计算机图像处理,它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。 3.2 傅里叶变换 (1)应用傅里叶变换进行数字图像处理 数字图像处理(digital image processing)是用计算机对图像信息进行处理的一门技术,使利用计算机对图像进行各种处理的技术和方法。 20世纪20年代,图像处理首次得到应用。20世纪60年代中期,随电子计算机的发展得到普遍应用。60年代末,图像处理技术不断完善,逐渐成为一个新兴的学科。利用数字图像处理主要是为了修改图形,改善图像质量,或是从图像中提起有效信息,还有利用数字图像处理可以对图像进行体积压缩,便于传输和保存。数字图像处理主要研究以下内容:傅立叶变换、小波变换等各种图像变换;对图像进行编码和压缩;采用各种方法对图像进行复原和增强;对图像进行分割、描述和识别等。随着技术的发展,数字图像处理主要应用于通讯技术、宇宙探索遥感技术和生物工程等领域。

数字图象处理课程设计

课程设计 课程名称___ 数字图像处理课程设计__ 题目名称一个简单的“photoshop”软件 学生学院信息工程学院 专业班级电子信息工程 学号 学生姓名 指导老师 2014年 1 月 3 日

一、课程设计题目 设计内容及要求: 1、独立设计方案,实现对图像的3种处理。 2、利用VC++实现软件框架:有操作菜单、能显示某项操作前后的图像。 3、查找相关算法,至少实现3种功能,比如:灰度增强、直方图显示、浮雕等等(底片化、二值化及平滑等实验内容不计算在内)。 4、将实验结果与其他软件实现的效果进行比较、分析。总结设计过程所遇到的问题。 二、课程设计目的 数字图像处理,就是用数字计算机及其他有关数字技术,对图像进行处理,以达到预期的目的。随着计算机的发展,图像处理技术在许多领域得到了广泛应用,数字图像处理已成为电子信息、通信、计算机、自动化、信号处理等专业的重要课程。 数字图像处理课程设计是在完成数字图像处理的相关理论的学习后,进行的综合性训练课程,其目的主要包括: 1、使学生进一步巩固数字图像处理的基本概念、理论、分析方法和实现方法; 2、增强学生应用VC++编写数字图像处理的应用程序及分析、解决实际问题的能力; 3、尝试将所学的内容解决实际工程问题,培养学生的工程实践能力,提高工科学生的就业能力。 三、设计内容 1、直方图显示 直方图显示就是统计图像某一灰度级出现的次数,保存到一个数组中。然后在一个直方图上画图显示出来。 2、直方图均衡化 直方图就是某一灰度级的象素个数占整幅图像的象素比h=nj/N,其中nj是灰度级在j的象素数,N是总象素数,扫描整幅图像得出的h的离散序列就是图像的直方图,h求和必然=1,所以直方图可以看成是象素对于灰度的概率分布函数。直方图均衡化算法分为三个步骤,第一步是统计直方图每个灰度级出现的次数,第二步是累计归一化的直方图,第三步是计算新的像素值。对于彩色的图片来说,直方图均衡化一般不能直接对R、G、B三个分量分别进行上述的操作,而要将RGB转换成HSV来对V分量进行直方图均衡化的操作。3、浮雕效果 浮雕效果就是将图像的变化部分突出显示,颜色相同部分淡化处理,使图像出现浮雕效果。实现图像浮雕效果的一般原理是,将图像上每个像素点与其对角线的像素点形成差值,使相似颜色值淡化,不同颜色值突出,从而产生纵深感,达到浮雕的效果,具体的做法是用处于对角线的2个像素值相减,再加上一个背景常数,一般为128而成。这样颜色变化大的地方色彩就明显,颜色变化小的地方因为差值几乎为零则成黑色。 4、均值滤波 图像平滑主要是为了消除噪声。噪声并不限于人眼所能看的见的失真和变形,有些噪声只有在进行图像处理时才可以发现。图像的常见噪声主要有加性噪声、乘性噪声和量化噪声等。图像中的噪声往往和信号交织在一起,尤其是乘性噪声,如果平滑不当,就会使图像本身的细节如边界轮廓、线条等变的模糊不清,如何既平滑掉噪声有尽量保持图像细节,是图像平滑主要研究的任务。 这次实验采用的均值滤波,原理是采用一个3*3的模板

2013数字图像处理课程设计报告

数字图像处理 课程设计报告 课设题目:彩色图像增强软件学院:信息科学与工程学院专业:电子与信息工程 班级: 1002501 姓名:曾小路 学号: 100250131 指导教师:赵占峰 哈尔滨工业大学(威海) 2013 年12月27日

目录 目录 .......................................................................................................................... I 一. 课程设计任务 (1) 二. 课程设计原理及设计方案 (2) 2.1 彩色图像基础 (2) 2.2 彩色模型 (2) 三. 课程设计的步骤和结果 (6) 3.1 采集图像 (6) 3.2 图像增强 (7) 3.3 界面设计 (9) 四. 课程设计总结 (12) 五. 设计体会 (13) 六. 参考文献 (14)

哈尔滨工业大学(威海)课程设计报告 一. 课程设计任务 1.1设计内容及要求: (1)、独立设计方案,根据所学知识,对由于曝光过度、光圈过小或图像亮度不均匀等情况下的彩色图像进行增强,提高图像的清晰度(通俗地讲,就是图像看起来干净、对比度高、颜色鲜艳)。 (2)、参考photoshop 软件,设计软件界面,对处理前后的图像以及直方图等进行对比显示; (3)、将实验结果与处理前的图像进行比较、分析。总结设计过程所遇到的问题。 1.2参考方案 1、实现图像处理的基本操作 学习使用matlab 图像处理工具箱,利用imread()语句读入图像,例如image=imread(flower.jpg),利用彩色图像模型转换公式,将RGB 类型图像转换为HSI 类型图像,显示各分量图像(如imshow(image)),以及计算和显示各分量图像直方图。 2、彩色图像增强实现 对HSI彩色模型图像的I分量进行对比度拉伸或直方图均衡化等处理,提高亮度图像的对比度。对S分量图像进行适当调整,使图像色彩鲜艳或柔和。 H 分量保持不变。将处理后的图像转换成RGB 类型图像,并进行显示。分析处理图像过程和结果存在的问题。 3、参照“photoshop”软件,设计图像处理软件界面 可设计菜单式界面,在功能较少的情况下,也可以设计按键式界面,视 功能多少而定;参考matlab 软件中GUI 设计,学习软件界面的设计 - 1 -

数字图像处理课程设计题目和要求-2013

. . . .页脚. 数字图像处理课程设计容、要求 题目一:图像处理软件 1、设计容及要求: (1)、独立设计方案,实现对图像的十五种以上处理(比如:底片化效果、灰度增强、图像复原、浮雕效果、木刻效果等等)。 (2)、参考photoshop软件,设计软件界面,对处理前后的图像以及直方图等进行对比显示; (3)、将实验结果与其他软件实现的效果进行比较、分析。总结设计过程所遇到的问题。 2、参考方案(所有参考方案若无特殊说明,均以matlab为例说明): (1)实现图像处理的基本操作 学习使用matlab图像处理工具箱,利用imread()语句读入图像,例如 image=imread(flower.jpg),对图像进行显示(如imshow(image)),以及直方图计算和显示。 (2)图像处理算法的实现与显示 针对课程中学习的图像处理容,实现至少十五种图像处理功能,例如模糊、锐化、对比度增强、复原操作。改变图像处理的参数,查看处理结果的变化。自己设计要解决的问题,例如引入噪声,去噪;引入运动模糊、聚焦模糊等,对图像进行复原。 (3)参照“photoshop”软件,设计图像处理软件界面 可设计菜单式界面,在功能较少的情况下,也可以设计按键式界面,视功能多少而定;参考matlab软件中GUI设计,学习软件界面的设计。

. . . 题目二:数字水印 1、设计容及要求: 为保护数字图像作品的知识产权,采用数字水印技术嵌入水印图像于作品中,同时尽可能不影响作品的可用性,在作品发生争执时,通过提取水印信息确认作品。通常情况下,水印图像大小要远小于载体图像,嵌入水印后的图像可能遇到噪声、有损压缩、滤波等方面的攻击。因此,评价水印算法的原则就是水印的隐藏性和抗攻击性。根据这一要求,设计水印算法。 (1)、查阅文献、了解数字水印的基本概念。 (2)、深入理解一种简单的数字水印嵌入与提取方法。 (3)、能够显示水印嵌入前后的载体图像。 (4)、能够显示嵌入与提取的水印。 (5)、选择一种以上的攻击方法,测试水印算法的鲁棒性等性能。 (6)、设计软件界面 2、参考方案 (1)对水印图像进行编码置乱(可采用伪随机码,提高水印图像的隐蔽性); (2) 对图像进行子图像分解(如8*8),对子块分别进行DCT变换; (3) 对DCT系数按照zig-zag排序进行排列,选择一种频系数,对该种频系数相邻 的系数进行水印嵌入 (4) 低通滤波检验水印算法的抗攻击性。 (5) 设计数字水印的软件界面。 .页脚.

数字图像处理课程设计

数字图像处理课程设计报告 目录 一.实验目的 (3) 二.实验内容............ ................... . (3) 1.打开图像 (3) (1)、图像信息获取 (3) (2). RgbtoHsi(&rgb, &Hsi) (4) (3).OnMouseMove(UINT nFlags, CPoint point) (4) 2.标记Mark点 (5)

(1)标记可能的点 (5) (2)把可能标记的点变为标记点 (5) (3) EdgeIformation边缘标记 (6) (4)EdgeFilter边缘滤波 (6) 3.二值化 (7) 4.填洞 (8) 5收缩 (10) 6获取中心点 (11) 三.学习心得 1.错误总结 (16) 2.心得体 会 (17) 一.实验目的: 对血液细胞切片图片进行各种处理,最终得出细胞的数目、半径等信息 基于vc的红细胞识别统计系统设计 它主要以病人的血液样本为原始数据。经过一系列的图像处理和分析,识别出血液中的红细胞,并能给出红细胞的个数。而得到红细胞的个数以后,通过血液量的检测,就可以得出血液中红细胞的密度。该系统可以很方便的利用在临床上,大大提高速度和效率。

二、实验内容 基于VC++6.0软件下的细胞识别,通过细胞的标记、二值化、提取边缘、填洞、收缩、找中心点、计数等过程完成实验目的 1 . 打开图像 (1)图像信息获取 该步骤实现的功能是打开bmp格式的图像文件,要对图像进行操作,系统必须能调用图像。 打开bmp图像的具体步骤为 1.新建项目:--MFC AppWizard、工程名 2.拷贝cdib.h,cdib.cpp到工程文件夹,再向工程里添加 3.~Doc.h添加变量:m_pDib 4.~doc.cpp:变量(m_pDib):new、delete 5.~doc.cpp: Serialize() 6.~View.cpp: OnDraw() m_pDib->Draw() 2.RgbtoHsi(&rgb, &Hsi)

数字图像处理课程设计题目

PROJECT 03-01 Image Enhancement Using Intensity Transformations The focus of this project is to experiment with intensity transformations to enhance an image. Download Fig. 3.8(a) and enhance it using (a) The log transformation of Eq. (3.2-2). (b) A power-law transformation of the form shown in Eq. (3.2-3). In (a) the only free parameter is c, but in (b) there are two parameters, c and r for which values have to be selected. As in most enhancement tasks, experimentation is a must. The objective of this project is to obtain the best visual enhancement possible with the methods in (a) and (b). Once (according to your judgment) you have the best visual result for each transformation, explain the reasons for the major differences between them. 使用强度的转变实现图像增强 这个项目的焦点就是通过强度转换实验来增强图像。 下载图片3.8(a),并且对它实现增强。对数变换的公式如3.2.2所示,幂次变换的基本形式如3.2.3所示。 在(a)中,唯一的自由参数是c,但是在(b)中有两个参数,c以及一个需要被选定值的参数r,在大多数关于增强的任务中,实验是必须的。这个项目的目的是为了用在(a)和(b)中的方法来获得最佳可视化增强的可能性,一旦(根据你的判断)你对每一个变换都拥有了最好的视觉效果,解释一下它们之间产生主要差别的原因。 PROJECT 03-02 [Multiple Uses] Histogram Equalization (a) Write a computer program for computing the histogram of an image. (b) Implement the histogram equalization technique discussed in Section 3.3.1. (c) Download Fig. 3.8(a) and perform histogram equalization on it. As a minimum, your report should include the original image, a plot of its histogram, a plot of the histogram-equalization transformation function, the enhanced image, and a plot of its histogram. Use this information to explain why the resulting image was enhanced as it was. 直方图均衡化 (a)写一个程序来计算图像的直方图 (b)实现直方图均衡化方法在参考3.3.1 (c)下载图38(a)并实现其直方图均衡。 你的实验报告中至少需要包括原图,绘制其直方图,增强后的图形,并绘制它的直方图。用以上这些信息解释为什么图像的增强结果是这样的。 PROJECT 03-03 [Multiple Uses]

数字图像处理课程设计(实验报告)

上海理工大学 计算机工程学院 实验报告 实验名称红细胞数目统计课程名称数字图像处理 姓名王磊学号0916020226 日期2012-11-27 地点图文信息中心成绩教师韩彦芳

一、设计内容: 主题:《红细胞数目检测》 详细说明:读入红细胞图片,通过中值滤波,开运算,闭运算,以及贴标签等方法获得细胞个数。 二、现实意义: 细胞数目检测在现实生活中的意义主要体现在医学上的作用,可通过细胞数目的检测来查看并估计病人或动物的血液中细胞数,如估测血液中红细胞、白细胞、血小板、淋巴细胞等细胞的数目,同时也可检测癌细胞的数目来查看医疗效果,根据这一系列的指标来对病人或动物进行治疗,是具有极其重要的现实作用的。 三、涉及知识内容: 1、中值滤波 2、开运算 3、闭运算 4、二值化 5、贴标签 四、实例分析及截图效果: (1)代码如下: 1、程序中定义图像变量说明 (1)Image--------------------------------------------------------------原图变量;

(2)Image_BW-------------------------------------------------------值化图象; (3)Image_BW_medfilt-------------------------中值滤波后的二值化图像; (4)Optimized_Image_BW---通过“初次二值化图像”与“中值滤波后的二值化图像”进行“或”运算优化图像效果; (5)Reverse_Image_BW--------------------------优化后二值化图象取反;(6)Filled_Image_BW----------------------已填充背景色的二进制图像;(7)Open_Image_BW--------------------------------------开运算后的图像; 2、实现代码: %-------图片前期处理------------------- %第一步:读取原图,并显示 A = imread('E:\红细胞3.png'); Image=rgb2gray(A); %RGB转化成灰度图 figure,imshow(Image); title('【原图】'); %第二步:进行二值化 Theshold = graythresh(Image); %取得图象的全局域值 Image_BW = im2bw(Image,Theshold); %二值化图象 figure,imshow(Image_BW); title('【初次二值化图像】'); %第三步二值化图像进行中值滤波 Image_BW_medfilt= medfilt2(Image_BW,[13 13]); figure,imshow(Image_BW_medfilt); title('【中值滤波后的二值化图像】'); %第四步:通过“初次二值化图像”与“中值滤波后的二值化图像”进行“或”运算优化图像效果 Optimized_Image_BW = Image_BW_medfilt|Image_BW; figure,imshow(Optimized_Image_BW); title('【进行“或”运算优化图像效果】'); %第五步:优化后二值化图象取反,保证:‘1’-〉‘白色’,‘0’-〉‘黑色’ %方便下面的操作 Reverse_Image_BW = ~Optimized_Image_BW; figure,imshow(Reverse_Image_BW); title('【优化后二值化图象取反】');

数字图像处理——课程设计

, 目录 一、目的与要求————————————————————————————2 二、课程设计选题的背景意义——————————————————————3 三、设计的主要内容及基本原理—————————————————————4 . 四、总体方案设计———————————————————————————5 五、测试和调试————————————————————————————7 六、总结与体会————————————————————————————16 七、参考文献—————————————————————————————17 ~ )

一、目的与要求 1、课程设计目的 (1)、提高分析问题、解决问题的能力,进一步巩固数字图像处理系统中的基本原理和方法。 (2)、熟悉掌握一门计算机语言,可以进行数字图像应用处理的开发设计。 \ 2、课程设计任务 (1)、对加有高斯、椒盐、和乘性噪声的图像进行; (2)、采用不同的滤波方法处理上述图像,比较处理结果; (3)、分析对于所加噪声哪种方法能够获得较好的处理效果; (4)、概括介绍图像平滑应用领域; 注:图像要选择有代表性,分别对高频成分丰富、中低频成分进行分析 3、课程设计要求 (1)、理解各种图像处理方法确切意义; # (2)、独立进行方案的制定,系统结构要合理。 (3)、程序开发时,则必须清楚主要实现函数的目的和作用。如果使用matlab来进行开发,则必须理解每个函数的具体意义和适用范围。 (4)、通过多幅不同形式的图像来检测该系统的稳定性和正确性。 {

二、课程设计选题的背景意义 。 数字图像处理(Digital Image Processing)是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。最早出现于20世纪50年代,作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。发展到现在其应用范围十分广泛,涉及航天和航空技术、生物医学工程、通信工程、视频和多媒体等。 作为图像处理的一个重要分支,图像平滑是指用于突出图像的宽大区域、低频成分、主干部分或抑制图像噪声和干扰高频成分,使图像亮度平缓渐变,减小突变梯度,改善图像质量的图像处理方法。主要包括:领域平均法、中值滤波法、理想地低通滤波器法等等,因噪声的类型而选择不同的滤波法。 图像平滑因其独特的功能而广泛应用于图像显示、传输、动画制作和媒体合成等多个领域。对于该课题的设计,能加强对图像处理的认识,理解噪声对图像干扰的原因,以及去除噪声的方法,同时增强系统设计提高分析问题与解决问题的能力。设计过程中采用matlab编写程序及结果运行,有效地提高软件处理数字图像的方法与认识水平。 [ 】

图像处理课程设计

《图像处理技术应用实践》课程设计题目图像增强算法综合应用 学生姓名韩帅_______ 学号 院系计算机与软件学院 专业计算机科学与技术 范春年____ 噪声,不同的去噪方法效果不同,因此应该采用不同的去噪方法以达到最好的去噪效果。? (2)随机噪声应在空间域去除,而空域去噪方法中,中值滤波法效果最好。? (3)周期噪声应在频域中消去。?

(4)去除噪声后的图像仍然可以改善处理。? (5)均方误差评估去噪处理后图像的去噪效果。 2.2算法设计? (1)读入初始图片及加噪图片。? clc;?clear;? f=imread();? ? for?j?=?1?:?N? ???????d?=?sqrt((i-m)^2+(j-n)^2);? ????? h?=?1/(1+0.414*(d/d0)^(2*nn));??%?计算低通滤波器传递函数??????????? ?result(i,j)?=?h?*?G(i,j);???????? end???

end (4)计算均方误差评估去噪效果。? [m?n]=size(p);?l=f-p;? he=sum(sum(l));? avg=he/(m*n); ?k=l-avg;? result1=(sum(sum(k.^2)))/(m*n);? for i=1:M for j=1:N d=sqrt((i-m)^2+(j-n)^2); h=1/(1+0.414*(d/d0)^(2*nn)); %h=1/(1+(d/d0)^(2*nn)); %备用 G(i,j)=h*G(i,j); end end p=uint8(real(ifft2(ifftshift(G)))); subplot(341);imshow(f),title('原图'); subplot(345);imshow(log(abs(f2)),[]),title('频谱'); subplot(349);imhist(f),title('原图'); subplot(342);imshow(g),title('噪声');

数字图像处理课设

标准 文案专业综合实验报告----数字图像处理 专业: 电子信息工程 班级: 学生姓名: 学号: 指导教师: 年月日

设计题目:图像去雾处理 一、设计目的 由于大气的散射作用,照相机接收到景物反射过来的光线经过了衰减。雾天的大气退化图像具有对比度低、景物不清晰的特点,给交 通系统及户外视觉系统的应用带来严重的影响。。鉴于图像处理和计 算机视觉中有关图像理解、目标识别、目标跟踪、智能导航等领域的 很多算法都是假设输入的图像或视频是在理想天气条件下拍摄的,因 此有雾图像清晰化就显得格外重要,是目前人们研究的热点问题之 一,但由于成像系统聚焦模糊、拍摄场景存在相对运动以及雾天等不 利环境,使得最终获取的图像往往无法使用。有雾天气条件下获取的 图像对比度低、图像内容模糊不清而且颜色整体偏向灰白色,图像去 雾的目的就是恢复有雾图像的对比度和真实色彩,重现在理想天气条 件下拍摄的清晰图像。 二、设计内容和要求 1、采用直方图均衡化方法增强雾天模糊图像,并比较增强前后的图像 和直方图; 2、查阅文献,分析雾天图像退化因素,设计一种图像复原方法,对比 该复原图像与原始图像以及直方图均衡化后的图像;

三、设计思路 由于图像中存在噪声等干扰,使得图像模糊不清。可以采用图像增强的方法对原图像处理,使图像变得清晰。而直方图均衡化是一种 常用的图像增强的方法。图像模糊,其图像的像素分布不均匀,采用 直方图均衡化的方法使其图像像素分布均匀,从而达到均衡像素分布 增强图像的目的。 设计方案 在晴朗的天气条件下,洁净的空气一般是由氦气、氧气等气体分子、水蒸汽、微量的固体悬浮颗粒物等成分构成。在这种大气条件 下,从物体表面反射的光线在到达成像设备的过程中,基本不会受大 气中各种成分的影响发生散射、吸收、发射等现象,而是直接到达成 像设备。相对在有雾天气条件下获得的图像,在这种理想天气条件获 得的图像,我们称之为清晰无雾图像。而在有雾天气条件下获得的图 像模糊不清,图像对比度下降,图像的颜色发生漂移,偏向灰白色。 无雾图像和有雾图像相比对比度较高,因此可以考虑增强局部对比度方法进行去雾: 1、对彩色图像RGB模型转换为HSI,对I分量分析图像直方图; 2、设置适合尺寸模版,对I分量进行局部直方图均衡化增强,分 析增强前后的图像和直方图。 3、查阅“基于暗原色先验的单一图像去雾方法”,设计图像无雾 算法。 流程框图

数字图像处理实验报告

目录 实验一:数字图像的基本处理操作 (4) :实验目的 (4) :实验任务和要求 (4) :实验步骤和结果 (5) :结果分析 (8) 实验二:图像的灰度变换和直方图变换 (9) :实验目的 (9) :实验任务和要求 (9) :实验步骤和结果 (9) :结果分析 (13) 实验三:图像的平滑处理 (14) :实验目的 (14) :实验任务和要求 (14) :实验步骤和结果 (14) :结果分析 (18) 实验四:图像的锐化处理 (19) :实验目的 (19) :实验任务和要求 (19) :实验步骤和结果 (19) :结果分析 (21)

实验一:数字图像的基本处理操作 :实验目的 1、熟悉并掌握MATLAB、PHOTOSHOP等工具的使用; 2、实现图像的读取、显示、代数运算和简单变换。 3、熟悉及掌握图像的傅里叶变换原理及性质,实现图像的傅里叶变换。:实验任务和要求 1.读入一幅RGB图像,变换为灰度图像和二值图像,并在同一个窗口内分 成三个子窗口来分别显示RGB图像和灰度图像,注上文字标题。 2.对两幅不同图像执行加、减、乘、除操作,在同一个窗口内分成五个子窗口来分 别显示,注上文字标题。 3.对一幅图像进行平移,显示原始图像与处理后图像,分别对其进行傅里叶变换, 显示变换后结果,分析原图的傅里叶谱与平移后傅里叶频谱的对应关系。 4.对一幅图像进行旋转,显示原始图像与处理后图像,分别对其进行傅里 叶变换,显示变换后结果,分析原图的傅里叶谱与旋转后傅里叶频谱的 对应关系。 :实验步骤和结果 1.对实验任务1的实现代码如下: a=imread('d:\'); i=rgb2gray(a); I=im2bw(a,; subplot(1,3,1);imshow(a);title('原图像'); subplot(1,3,2);imshow(i);title('灰度图像'); subplot(1,3,3);imshow(I);title('二值图像'); subplot(1,3,1);imshow(a);title('原图像'); 结果如图所示:

数字图像处理课程设计报告

本科综合课程设计报告 题 目 ____________________________ 指导教师__________________________ 辅导教师__________________________ 学生姓名__________________________ 学生学号__________________________ _______________________________ 院(部)____________________________专业________________班 ___2008___年 _12__月 _30__日 数字图像处理演示系统 信息科学与技术学院 通信工程 052

1 主要内容 1.1数字图像处理背景及应用 数字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。目前,图像处理演示系统应用领域广泛医学、军事、科研、商业等领域。因为数字图像处理技术易于实现非线性处理,处理程序和处理参数可变,故是一项通用性强,精度高,处理方法灵活,信息保存、传送可靠的图像处理技术。本图像处理演示系统以数字图像处理理论为基础,对某些常用功能进行界面化设计,便于初级用户的操作。 1.2 图像处理演示系统设计要求 能加载和显示原始图像,显示和输出处理后的图像; 系统要便于维护和具备可扩展性; 界面友好便于操作; 1.3 图像处理演示系统设计任务 数字图像处理演示系统应该具备图像的几何变换(平移、缩放、旋转、翻转)、图像增强(空间域的平滑滤波与锐化滤波)的简单处理功能。 1.3.1几何变换 几何变换又称为几何运算,它是图像处理和图像分析的重要内容之一。通过几何运算,可以根据应用的需要使原图像产生大小、形状、和位置等各方面的变化。简单的说,几何变换可以改变像素点所在的几何位置,以及图像中各物体之间的空间位置关系,这种运算可以被看成是将各物体在图像内移动,特别是图像具有一定的规律性时,一个图像可以由另外一个图像通过几何变换来产生。实际上,一个不受约束的几何变换,可将输入图像的一个点变换到输出图像中的任意位置。几何变换不仅提供了产生某些特殊图像的可能,甚至还可以使图像处理程序设计简单化。从变换性质来分可以分为图像的位置变换、形状变换等 1.3.2图像增强 图像增强是数字图像处理的基本内容之一,其目的是根据应用需要突出图像中的某些“有用”的信息,削弱或去除不需要的信息,以达到扩大图像中不同物体特征之间的差别,使处理后的图像对于特定应用而言,比原始图像更合适,或者为图像的信息提取以及其他图像分析技术奠定了基础。一般情况下,经过增强处理后,图像的视觉效果会发生改变,这种变化意味着图像的视觉效果得到了改善,某些特定信息得到了增强。

数字图像处理课程设计

课程设计说明书 题目:图像人脸区域隐私保护系统设计课程:数字图像处理课程设计 院(部):信息与电气工程学院 专业: 班级: 学生: 学号: 指导教师: 完成日期:2013年12月

目录 摘要 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 3 1 设计目的 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 3 2 设计要求 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 3 3 人脸识别系统概述----------------------------------------------------------------------------------- 3 3.1 当前现状 ----------------------------------------------------------------------------------------- 3 3.2系统概述------------------------------------------------------------------------------------------ 3 3.3 人脸识别的常用方法 -------------------------------------------------------------------------- 3 4 设计容 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 4.1系统方案设计------------------------------------------------------------------------------------ 3 4.2 软件模块设计 ----------------------------------------------------------------------------------- 3 4.2.1 图像输入设计------------------------------------------------------------------------------ 3 4.2.2 图像肤色区分设计------------------------------------------------------------------------ 3 4.2.3 对肤色图进行修补处理设计 ------------------------------------------------------------ 3 4.2.4 网格标记图像设计------------------------------------------------------------------------ 3 4.2.5 人脸识别标记------------------------------------------------------------------------------ 3 4.2.6 对原图像进行脸部模糊处理 ------------------------------------------------------------ 3总结与致 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 3参考文献 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 3附录:系统设计程序----------------------------------------------------------------------------------- 3

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