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本科綜合課程設(shè)計(jì)報(bào)告 數(shù)字圖像處理演示系統(tǒng) 題 目 ____________________________ 指導(dǎo)教師__________________________ 輔導(dǎo)教師__________________________ 學(xué)生姓名__________________________ 學(xué)生學(xué)號(hào)__________________________ 052 通信工程 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 _______________________________ 院（部）____________________________專業(yè)________________班 ___2008___年 _12__月 _30__日 1 主要內(nèi)容 1.1 數(shù)字圖像處理背景及應(yīng)用 數(shù)字圖像處理的目的是改善圖像的質(zhì)量，它以人為對(duì)象，以改善人的視覺效果為目的。 目前，圖像處理演示系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛醫(yī)學(xué)、軍事、科研、商業(yè)等領(lǐng)域。因?yàn)閿?shù)字圖像處理技術(shù)易于實(shí)現(xiàn)非線性處理，處理程序和處理參數(shù)可變，故是一項(xiàng)通用性強(qiáng)，精度高，處理方法靈活，信息保存、傳送可靠的圖像處理技術(shù)。本圖像處理演示系統(tǒng)以數(shù)字圖像處理理論為基礎(chǔ)，對(duì)某些常用功能進(jìn)行界面化設(shè)計(jì)，便于初級(jí)用戶的操作。 1.2 圖像處理演示系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 能加載和顯示原始圖像，顯示和輸出處理后的圖像； 系統(tǒng)要便于維護(hù)和具備可擴(kuò)展性； 界面友好便于操作； 1.3 圖像處理演示系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù) 數(shù)字圖像處理演示系統(tǒng)應(yīng)該具備圖像的幾何變換（平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)）、圖像增強(qiáng)（空間域的平滑濾波與銳化濾波）的簡單處理功能。 1.3.1幾何變換 幾何變換又稱為幾何運(yùn)算，它是圖像處理和圖像分析的重要內(nèi)容之一。通過幾何運(yùn)算，可以根據(jù)應(yīng)用的需要使原圖像產(chǎn)生大小、形狀、和位置等各方面的變化。簡單的說，幾何變換可以改變像素點(diǎn)所在的幾何位置，以及圖像中各物體之間的空間位置關(guān)系，這種運(yùn)算可以被看成是將各物體在圖像內(nèi)移動(dòng)，特別是圖像具有一定的規(guī)律性時(shí)，一個(gè)圖像可以由另外一個(gè)圖像通過幾何變換來產(chǎn)生。實(shí)際上，一個(gè)不受約束的幾何變換，可將輸入圖像的一個(gè)點(diǎn)變換到輸出圖像中的任意位置。幾何變換不僅提供了產(chǎn)生某些特殊圖像的可能，甚至還可以使圖像處理程序設(shè)計(jì)簡單化。從變換性質(zhì)來分可以分為圖像的位置變換、形狀變換等 1.3.2圖像增強(qiáng) 圖像增強(qiáng)是數(shù)字圖像處理的基本內(nèi)容之一，其目的是根據(jù)應(yīng)用需要突出圖像中的某些“有用”的信息，削弱或去除不需要的信息，以達(dá)到擴(kuò)大圖像中不同物體特征之間的差別，使處理后的圖像對(duì)于特定應(yīng)用而言，比原始圖像更合適，或者為圖像的信息提取以及其他圖像分析技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。一般情況下，經(jīng)過增強(qiáng)處理后，圖像的視覺效果會(huì)發(fā)生改變，這種變化意味著圖像的視覺效果得到了改善，某些特定信息得到了增強(qiáng)。 2 設(shè)計(jì)思想： 2.1 圖像處理演示系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工具的選擇 使用MATLAB軟件進(jìn)行界面設(shè)計(jì)及程序編寫。 2.2 選擇MATLAB軟件原因 之所以選擇MATLAB工具是因?yàn)椋篗ATLAB是集數(shù)值計(jì)算，符號(hào)運(yùn)算及圖形處理等強(qiáng)大功能于一體的科學(xué)計(jì)算語言。作為強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算平臺(tái)，它幾乎能夠滿足所有的計(jì)算需求。MATLAB全稱是Matrix Laboratory（矩陣實(shí)驗(yàn)室），一開始它是一種專門用于矩陣數(shù)值計(jì)算的軟件，從這一點(diǎn)上也可以看出，它在矩陣運(yùn)算上有自己獨(dú)特的特點(diǎn)。實(shí)際上MATLAB中的絕大多數(shù)的運(yùn)算都是通過矩陣這一形式進(jìn)行的。這一特點(diǎn)也就決定 了MATLAB在處理數(shù)字圖像上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。理論上講，圖像是一種二維的連續(xù)函數(shù)，然而在計(jì)算機(jī)上對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)字處理的時(shí)候，首先必須對(duì)其在空間和亮度上進(jìn)行數(shù)字化，這就是圖像的采樣和量化的過程。二維圖像進(jìn)行均勻采樣，就可以得到一幅離散化成MN樣本的數(shù)字圖像，該數(shù)字圖像是一個(gè)整數(shù)陣列，因而用矩陣來描述該數(shù)字圖像是最直觀最簡便的了。而MATLAB的長處就是處理矩陣運(yùn)算，因此用MATLAB處理數(shù)字圖像非常的方便。 MATLAB支持五種圖像類型，即索引圖像、灰度圖像、二值圖像、RGB圖像和多幀圖像陣列；支持BMP、GIF、HDF、JPEG、PCX、PNG、TIFF、XWD、CUR、ICO等圖像文件格式的讀，寫和顯示。MATLAB對(duì)圖像的處理功能主要集中在它的圖像處理工具箱（Image Processing Toolbox）中。圖像處理工具箱是由一系列支持圖像處理操作的函數(shù)組成，可以進(jìn)行諸如幾何操作、線性濾波和濾波器設(shè)計(jì)、圖像變換、圖像分析與圖像增強(qiáng)、二值圖像操作以及形態(tài)學(xué)處理等圖像處理操作。 2．3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 圖像處理系統(tǒng) 文件 圖 像 增 強(qiáng) 幾何變換 繪制直方圖 幫助 打開 保存 平滑濾波增強(qiáng) 銳化濾波增強(qiáng) 圖像的平移 圖像的旋轉(zhuǎn) 圖像的縮放 圖像的翻轉(zhuǎn) 橫軸翻轉(zhuǎn) 縱軸翻轉(zhuǎn) 3 圖形用戶界面設(shè)計(jì) GUI是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的中介，可以通過它實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入、處理和輸出。MATLAB提供了一個(gè)專門的GUI設(shè)計(jì)工具——圖形用戶界面開發(fā)環(huán)境（GUIDE），使用該工具，可以快速完成GUI設(shè)計(jì)任務(wù)。利用MATLAB提供的有關(guān)數(shù)據(jù)，還可以創(chuàng)建工具欄控件和多種對(duì)話框。 3.1啟動(dòng)GUIDE 在命令窗口中鍵入guide，啟動(dòng)GUIDE，顯示如下圖所示的“GUIDE Quick Start” 對(duì)話框 。 打開“GUIDE Quick Start”對(duì)話框，利用GUIDE 模板創(chuàng)建新的GUI，選擇一個(gè)模板后，單機(jī)OK 按鈕，在輸出編輯器中打開GUI。如下： 3.2 輸出編輯器 在GUIDE中打開GUI以后，它顯示在輸出編輯器中。輸出編輯器是所有GUIDE工具的控制面板。 可以通過拖拉控件來設(shè)計(jì)GUI，這些控件位于輸出編輯器左側(cè)的工具箱中，有按鈕、彈出式菜單和坐標(biāo)系等多種。也可以用輸出編輯器設(shè)置GUI控件的基本屬性。 3.3 GUIDE模板 “GUIDE Quick Start”對(duì)話框提供了幾種基本類型的GUI模板。使用模板的好處是可以通過改模板來快速創(chuàng)建ＧＵＩ。選擇一種模板以后，它的預(yù)覽效果顯示在右面的面板中。 3.4 菜單編輯器 利用菜單編輯器，可以創(chuàng)建、設(shè)置、修改下拉式菜單和彈出式菜單。在GUIDE中單機(jī)工具欄上的按鈕，或者選擇“Tools”菜單中的“Menu Editor…”選項(xiàng)，打開菜單編輯器的界面，如下圖所示： 上圖中左上角第一個(gè)按鈕用于創(chuàng)建下拉式菜單。用戶可以通過單擊它來創(chuàng)建下拉式主菜單。第二個(gè)按鈕用于創(chuàng)建下拉式主菜單的子菜單 運(yùn)行后效果如下： 最終GUI運(yùn)行效果圖如下： 首次運(yùn)行后會(huì)自動(dòng)生成zhankeUI.m和zhankeUI.fig兩個(gè)文件，默認(rèn)目錄設(shè)在MATLAB安裝目錄下的work文件夾里，zhankeUI.m中存放的是GUI的相關(guān)編碼，以及相關(guān)控件的回調(diào)函數(shù)，今后可以對(duì)其進(jìn)行代碼修改，添加，刪除等操作，zhankeUI.fig是GUI的界面文件。今后主要是對(duì)zhankeUI.m文件里面代碼的相關(guān)操作以實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能！ 4 圖像處理演示系統(tǒng)各功能的實(shí)現(xiàn) 4.1文件的打開與保存 4.1.1文件的打開 在主菜單“文件”的下拉菜單中，有個(gè)“打開”選項(xiàng)，在其回調(diào)函數(shù)中添加打開某個(gè)文件的相關(guān)代碼： [fname,pname]=uigetfile(*.bmp;*.jpeg;*.gif, Open the file) fname為將要打開文件的文件名，pname為將要打開文件的路徑。Uigetfile函數(shù)中主要有兩部分參數(shù)*.bmp;*.jpeg;*.gif是想要打開文件的格式，’Open the file’是生成文件選擇打開對(duì)話框的標(biāo)題，此段代碼運(yùn)行效果如下： 圖 4.1.1 打開一幅圖像 從上圖中選擇需要進(jìn)行操作的文件，將其打開以便后續(xù)操作… 圖4.1.2 打開一幅圖像后在界面窗口顯示 在‘打開’回調(diào)函數(shù)中我希望同時(shí)對(duì)文件進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的讀取，以便在今后的處理操作中可以方便的調(diào)用，讀取完圖像數(shù)據(jù)后在窗口中顯示圖像，相關(guān)代碼如下： V=strcat(pname,fname); %將圖像賦值給變量V handles.my_data1=V guidata(hObject,handles) %更新句柄數(shù)據(jù) axes(handles.axes7) %添加一坐標(biāo)軸用來指定顯示圖像的區(qū)域 imshow(V) %顯示選取的圖像 當(dāng)執(zhí)行以上代碼時(shí)會(huì)有一種情況出現(xiàn)錯(cuò)誤，那就是當(dāng)我們進(jìn)行“打開”文件操作時(shí)候，如上圖 Open，在這里當(dāng)我們沒有選擇文件，而將窗口強(qiáng)行關(guān)閉或選擇了程序無法識(shí)別的文件格式時(shí)，命令窗口會(huì)提示錯(cuò)誤，所以加入如下代碼進(jìn)行處理： if fname < 5 return end 對(duì)打開的文件名長度進(jìn)行判斷，確定有文件打開時(shí)會(huì)進(jìn)行下面的操作，當(dāng)沒有文件時(shí)退出，整個(gè)回調(diào)函數(shù)如下: [fname,pname]=uigetfile(*.bmp;*.jpeg;*.gif,Open the file) L=length(fname) if fname < 5 return end V=strcat(pname,fname); handles.my_data1=V guidata(hObject,handles) axes(handles.axes7) imshow(V) 4.1.2文件的保存 [newfile,newpath]=uiputfile(‘*.bmp’,’Save file name’) 準(zhǔn)備把當(dāng)前文件*.bmp保存到當(dāng)前目錄下,文件保存對(duì)話框中列出當(dāng)前目錄下的所有文件，保存的文件名和路徑名保存到newfile和newpath中。 4.2 圖像的增強(qiáng) 4.2.1 圖像的平滑濾波處理 1）平滑濾波的作用： 對(duì)圖像的高頻分量進(jìn)行消弱或消除，增強(qiáng)圖像的低頻分量。平滑濾波一般用于消除圖像中的隨即噪聲，從而起到圖像平滑的作用 2）平滑濾波原理： （1）鄰域平均濾波法 鄰域平均濾波法是將一個(gè)像素點(diǎn)及其鄰域中的所有像素點(diǎn)的平均值賦給輸出圖像中相應(yīng)的像素點(diǎn)，從而達(dá)到平滑的目的，又稱均值濾波法。最簡單的鄰域平均濾波法是所有模板系數(shù)都取相同的值. 鄰域平均濾波法的運(yùn)算公式為： g(x,y)=1/N ∑ f(i.j) x,y=0,1,2,…,N-1 j=∈M 其中，M是以（x,y）為中心的鄰域像素點(diǎn)的集合，N是該鄰域內(nèi)像素點(diǎn)的總個(gè)數(shù)，對(duì)每個(gè)像素點(diǎn)按該公式進(jìn)行計(jì)算即可得到增強(qiáng)圖像中所有像素點(diǎn)的灰度值。 （2）中值濾波法 盡管鄰域平均濾波法可以起到平滑圖像的作用，但在消除噪聲的同時(shí)會(huì)使圖像中的一些細(xì)節(jié)變得模糊。中值濾波法則在消除噪聲的同時(shí)還能保持圖像中的細(xì)節(jié)部分，防止圖像的邊緣部分模糊。 與鄰域平均法不同，中值濾波是將鄰域內(nèi)所有的像素點(diǎn)值按從小到大的順序排列，取中間值作為中心像素點(diǎn)的輸出值。其原理是利用一個(gè)奇數(shù)點(diǎn)的移動(dòng)窗口，將窗口中心點(diǎn)的值用窗口各點(diǎn)的中間值代替，與均值濾波不同，它不是通過對(duì)鄰域內(nèi)的所有像素點(diǎn)求平均值來消除噪聲的，而是讓與周圍像素點(diǎn)灰度值的差比較大的像素點(diǎn)改取近似于周圍像素點(diǎn)灰度值的值。從而達(dá)到消除噪聲的目的。 3）實(shí)現(xiàn)方法： 采用鄰域平均法對(duì)圖像進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)方法如下： for i=2:w-1 forj=2:h-1 I_1(i,j)=uint8((double(I(i-1,j-1))+double(I(i-1,j))+double(I(i-1,j+1))+double(I(i,j-1))+double(I(i,j))+double(I(i,j+1))+double(I(i+1,j-1))+double(I(i+1,j))+double(I(i+1,j+1)))/9); end end 采用中值濾波法對(duì)圖像進(jìn)行處理，其實(shí)現(xiàn)方法如下： for i=2:w-1 for j=2:h-1 for m=1:3 for n=1:3 hhh((m-1)*3+n)=I(i+m-2,j+n-2); end end for p=1:9 for q=p+1:9 if(hhh(p)>hhh(q)) temp=hhh(p); hhh(p)=hhh(q); hhh(q)=temp; end end end I_2(i,j)=hhh(5); end end 圖4.2.1 圖像空域的平滑濾波處理結(jié)果 4.2.2圖像的銳化濾波處理 1) 銳化濾波的作用： 圖像的平滑處理會(huì)使圖像的邊緣紋理信息受到損失，圖像變得比較模糊。如果需要突出圖像的邊緣紋理信息，則可以通過銳化濾波器實(shí)現(xiàn)，它可以消除或減弱圖像的低頻分量從而增強(qiáng)圖像中物體的邊緣輪廓信息，使得除邊緣以外的像素點(diǎn)的灰度值趨向于零。 2）銳化濾波原理 銳化濾波器是以對(duì)圖像的微分運(yùn)算或差分運(yùn)算為基礎(chǔ)。微分運(yùn)算是求像素點(diǎn)灰度值的變化率，而圖像內(nèi)不同物體邊緣處的像素點(diǎn)的灰度值往往變化比較明顯，因此微分運(yùn)算或差分運(yùn)算可以起到增強(qiáng)邊緣信息的作用。 銳化算子： 0 -1 0 H = -1 4 -1 0 -1 0 3）實(shí)現(xiàn)方法： for i=1:m-2 for j=1:n-2 b(i+1,j+1)=abs(4*x(i+1,j+1)-x(i,j+1)-x(i+1,j)-x(i+1,j+2)-x(i+2,j+1)); end end 圖4.2.2 模板銳化濾波結(jié)果 4.3 圖像的幾何變換 4.3.1 對(duì)圖像進(jìn)行平移 1）圖像平移的作用： 將圖像中的某點(diǎn)從一個(gè)位置（X,Y）移動(dòng)到另外一個(gè)位置（X0,Y0）,而使平移后的圖像與原始圖像完全相同。 2）圖像平移原理： 圖像的平移是圖像變換中最簡單的變換之一，其特點(diǎn)是平移后的圖像與原圖像完全相同，平移后新圖像上的每一個(gè)點(diǎn)都可以在原圖像中找到對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。 若點(diǎn)A0（X0,Y0）進(jìn)行平移后，被移到A(X,Y)，其中X方向的平移量為△X.Y方向的平移量為△Y，那么點(diǎn)A(X,Y)的坐標(biāo)為： X=X0+△X Y=Y0+△Y 操作中需要輸入平移的橫縱量，變量的輸入代碼如下 prompt={請(qǐng)輸入橫向平移量}; title=; ansa=inputdlg(prompt,title); x1=str2num(ansa{1}); handles.my_data4=x1; prompt={請(qǐng)輸入縱向平移量}; title=; ansa=inputdlg(prompt,title); y1=str2num(ansa{1}); handles.my_data5=y1; guidata(hObject,handles) %上段代碼中的x1,y1即為需要輸入的橫向平移量與縱向平移量 執(zhí)行后出現(xiàn)如圖界面： 3）實(shí)現(xiàn)方法： for x=1:w for y=1:h PosSourceX=uint16(x+x1); PosSourceY=uint16(y+y1); if((PosSourceX<1) || (PosSourceX>w) || (PosSourceY<1) || (PosSourceY>h)) if (xx.BitDepth= =24) Transfor(x, y,1:3) = uint8(1); else Transfor(x, y) = uint8(1); end else if (xx.BitDepth= =24) Transfor(x,y,1:3) = BmpImage(PosSourceX,PosSourceY,1:3); else Transfor(x,y) = BmpImage(PosSourceX,PosSourceY); end end end end figure； imshow(Transfor) %(PosSourceX和 PosSourceY是平移后坐標(biāo)點(diǎn)，Transfor為平移后圖片) 圖4.3.1 圖像的平移結(jié)果 4.3.2 對(duì)圖像進(jìn)行縮放 1）圖像縮放的作用： 對(duì)圖像進(jìn)行縮小和放大的處理，可分別對(duì)其寬和高的縮放量進(jìn)行設(shè)置。 2）圖像縮放原理： 通常情況下，數(shù)字圖像的比例縮放是將給定的圖像在X方向和Y方向按相同比例縮放a倍。從而獲得一副新的圖像，如果X方向和Y方向縮放的比例不同，則圖像的比例縮放會(huì)改變?cè)紙D像像素之間的相對(duì)位置，產(chǎn)生幾何畸變。設(shè)原始圖像中的點(diǎn)A0(X0,Y0)比例縮放后，在新圖像中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)為A1(X1,Y1)，則坐標(biāo)關(guān)系可表示為： X1=aX0 Y1=bX0 若比例縮放所產(chǎn)生的圖像中的像素在原圖像中沒有相對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)時(shí)，就需要進(jìn)行灰度值的插值運(yùn)算，一般有以下兩種插值處理方法。 （1） 直接賦值為和它最相近的像素灰度值，這種方法稱為最鄰近插值法，該方法的主要特點(diǎn)是簡單、計(jì)算量很小、但可能會(huì)產(chǎn)生馬賽克現(xiàn)象； （2） 通過其他數(shù)學(xué)插值算法來計(jì)算相應(yīng)像素點(diǎn)的灰度值，這類方法處理效果好，但運(yùn)算量會(huì)有所增加 對(duì)圖像進(jìn)行縮放時(shí)需要輸入縮放的倍數(shù)，其相關(guān)代碼如下： prompt={請(qǐng)輸入X向縮放倍數(shù)：}; title=; ansa=inputdlg(prompt,title); sx=str2num(ansa{1}); handles.my_data3=sx; guidata(hObject,handles) %上段代碼中的sx即為下圖中所輸入的倍數(shù) 同理可設(shè)置Y向縮放倍數(shù)sy. 3）實(shí)現(xiàn)方法： m=xx.Width; n=xx.Height; m1=m*sx;n1=n*sy; for h=1:m1; for w=1:n1; b(h,w)=i(round(h/sx),round(w/sy));%round 取最鄰近整數(shù) end end (m，n為原始圖像的二維數(shù)據(jù)，m1,n1為縮放后的圖像二維數(shù)據(jù)，xx為讀取的原始圖像信息) 圖4.3.2 圖像的縮放結(jié)果 4.3.3 對(duì)圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn) 1）圖像旋轉(zhuǎn)的作用： 對(duì)圖像進(jìn)行任意角度的旋轉(zhuǎn)。 2）圖像旋轉(zhuǎn)原理： 圖像的旋轉(zhuǎn)變換是幾何學(xué)中研究的重要內(nèi)容之一，一般情況下，圖像的旋轉(zhuǎn)變換是指以圖像的中心為原點(diǎn)，將圖像上的所有像素都旋轉(zhuǎn)同一個(gè)角度的變換。圖像經(jīng)過旋轉(zhuǎn)變換之后，圖像的位置發(fā)生了改變，但旋轉(zhuǎn)后，圖像的大小一般會(huì)改變。和平移變換一樣，在圖像旋轉(zhuǎn)變換中既可以把轉(zhuǎn)出顯示區(qū)域的圖像截去，又可以擴(kuò)大顯示區(qū)域的圖像范圍以顯示圖像的全部。 設(shè)原始圖像的任意點(diǎn)A0(X0,Y0)經(jīng)過旋轉(zhuǎn)β角度以后到新的位置A(X,Y），為表示方便，采用極坐標(biāo)形式表示，原始點(diǎn)的角度為а。如下圖所示 P r A(X,Y) r A0(X0,Y0) 根據(jù)極坐標(biāo)與二維垂直坐標(biāo)的關(guān)系，原始圖像的點(diǎn)A0(X0,Y0)的X0和Y0坐標(biāo)如下： X0=rcosа Y0=rsinа 旋轉(zhuǎn)到新位置以后點(diǎn)A(X,Y)的坐標(biāo)如下: X=rcos(а-β)=rcosаcosβ+rsinаsinβ=X0cosβ+Y0sinβ Y=rsin(а-β)=rsinаcosβ-rcosаsinβ=-X0sinβ+Y0cosβ 圖像的旋轉(zhuǎn)變換用矩陣形式表示如下： X cosβ sinβ 0 X0 Y = -sinβ cosβ 0 Y0 1 0 0 1 1 對(duì)圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作時(shí)需要輸入旋轉(zhuǎn)角度，相關(guān)實(shí)現(xiàn)代碼如下： prompt={請(qǐng)輸入旋轉(zhuǎn)角度：}; title=Angle Degrees; ansa=inputdlg(prompt,title); n=str2num(ansa{1}); handles.my_data2=n; % n為我們輸入的角度值 guidata(hObject,handles) V=handles.my_data1; n=handles.my_data2; G=imread(V); i=rgb2gray(G); pai=3.14; n=pai*n/180; %將角度轉(zhuǎn)換為直觀的表示方法，便于直接輸入度數(shù)。 上段代碼執(zhí)行如下： 3）實(shí)現(xiàn)方法： %計(jì)算原圖像各像素的新坐標(biāo) for indexX=0:(X-1) for indexY=0:(Y-1) ImageNew(round(indexX*cos(n)-indexY*sin(n))+round(abs(min([LeftTop(1,1),LeftBottom(1,1),RightTop(1,1),RightBottom(1,1)])))+1,1+round(indexX*sin(n)+indexY*cos(n))+round(abs(min([LeftTop(1,2),LeftBottom(1,2),RightTop(1,2),RightBottom(1,2)]))))=i(indexX+1,indexY+1); end end 圖4.3.3 圖像旋轉(zhuǎn)處理結(jié)果 4.3.4對(duì)圖像進(jìn)行橫軸翻轉(zhuǎn)和縱軸翻轉(zhuǎn) 1）圖像翻轉(zhuǎn)的作用： 實(shí)現(xiàn)圖像的水平和垂直方向的翻轉(zhuǎn)。 2）圖像翻轉(zhuǎn)原理： 垂直方向：y′＝h-y+1 水平方向：x′＝w-x+1 其中為h圖像高，w為圖像寬 3）實(shí)現(xiàn)方法： if (xx.BitDepth==24) Transfor(x, y,1:3) = uint8(1); else Transfor(x, y) = uint8(1); end else if (xx.BitDepth==24) Transfor(x,y,1:3) = BmpImage(PosSourceX,PosSourceY,1:3); else Transfor(x,y) = BmpImage(PosSourceX,PosSourceY); end end （Transfor為翻轉(zhuǎn)后圖像，PosSourceX，PosSourceY為翻轉(zhuǎn)后坐標(biāo)） 圖4.3.4 圖像的橫軸翻轉(zhuǎn)和縱軸翻轉(zhuǎn) 4.4 圖像直方圖的繪制 1） 圖像直方圖繪制的作用： 實(shí)現(xiàn)圖像直方圖的均衡化。 2）圖像直方圖均衡原理： 直方圖均衡化是將原圖像的直方圖通過變換函數(shù)修正為均勻的直方圖，然后按均衡直方圖修正原圖像。 　 圖像均衡化處理后，圖像的直方圖是平直的，即各灰度級(jí)具有相同的出現(xiàn)頻數(shù)，那么由于灰度級(jí)具有均勻的概率分布，圖像看起來就更清晰了。 　 首先假定連續(xù)灰度級(jí)的情況，推導(dǎo)直方圖均衡化變換公式，令r代表灰度級(jí)，P ( r ) 為概率密度函數(shù)。 （注:r值已歸一化，最大灰度值為1）。 3）實(shí)現(xiàn)方法： V = handles.my_data1; xx=imfinfo(V); Bmpimage=imread(V); w=xx.Width; h=xx.Height; grey_grade=2^xx.BitDepth; for i=1:grey_grade grey_friq(i)=0; end for y=1:w for x=1:h for r=1:grey_grade if Bmpimage(x,y)==r grey_friq(r)=grey_friq(r)+1; end end end end figure; subplot(2,2,3); imshow(Bmpimage); subplot(2,2,1); for i=2:grey_grade line([i,i],[0,grey_friq(i)]); end for i=1:grey_grade sk(i)=0; p_eq(i)=0; end sk(1)=grey_friq(1)/(w*h); for i=2:grey_grade sk(i)=sk(i-1)+grey_friq(i)/(w*h); end for i=1:h for j=1:w transfor(i,j)=uint8(sk(Bmpimage(i,j))*255+0.5); end end for i=1:grey_grade p_eq(uint8(sk(i)*255+0.5))=p_eq(uint8(sk(i)*255+0.5))+grey_friq(i); end subplot(2,2,2); for i=1:uint8(sk(i)*255+0.5) line([i,i],[0,p_eq(i)]); end subplot(2,2,4); imshow(transfor); 圖4.4.1 原圖像直方圖及均衡化效果 5 小結(jié) 從通常意義上講，數(shù)字圖像處理技術(shù)更加普遍、可靠和準(zhǔn)確，比起模擬方法，它們也更容易實(shí)現(xiàn)，專用的硬件被用于數(shù)字圖像處理。今天，硬件解決方案被廣泛的用于視頻處理系統(tǒng)，但商業(yè)化的圖像處理任務(wù)基本上仍以軟件形式實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行在通用個(gè)人電腦上，掌握進(jìn)一步的圖像處理技能對(duì)今后的學(xué)習(xí)和工作生活也都有其積極的影響！ 通過這個(gè)階段的努力本圖像處理演示系統(tǒng)已基本完成了對(duì)文件的打開保存，以及對(duì)圖像的平移、圖像的旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)、圖像的縮放、圖像的增強(qiáng)等功能的實(shí)現(xiàn)，由于個(gè)人水平和時(shí)間的有限，此次課程設(shè)計(jì)還存在許多想法沒有很好的實(shí)現(xiàn)，擴(kuò)展功能上也有一定的局限性，希望能在今后的學(xué)習(xí)中逐漸彌補(bǔ)和改善！ 參考文獻(xiàn) [1]蘇金明，阮沈勇著.MATLAB實(shí)用教程（第二版）[M] . 北京：電子工業(yè)出版社 ，2008 . 2 [2]章毓晉著.圖像處理和分析[M] . 北京：清華大學(xué)出版社 ， 1999 . 3 [3] [美] Rafael C . 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