连续,离散,多变量以及多级系统。此外,它还为用户提供了Simulink Extensions(扩展)和Blocksets(模块集)2个附加项。
Matlab工具箱是Matlab用来解决各个领域特定问题的函数库,它是开放式的,可以应用,也可以根据需要进行扩展。为用户提供了丰富的使用资源,工具箱的内容非常广泛,涵盖了很多门学科。应用Matlab工具箱可以很大程度的驾校用户编程时的复杂程度。
2.2 调研情况
虽然MATLAB这个工具我是接触过的,一学期的学习也使得我很喜欢这门学科,但是基于MATLAB的图像编辑我还是很陌生的,所以,我从图书馆找来大量的参考文献,是自己逐渐熟悉起来,首先通过图像显示于图像动画制作我了解到其实图像就是函数、矩阵或程序中设计中的数组,然后通过学习集合操作于图像代数运算,以及图像增强等内容来是自己更加熟悉这门学科,接着还学习了通过MATLAB这个工具更加直观地帮助我了解分析各种变换,挖掘各种变换原理,最后还解除了图像灰度统计、图像轮廓提四叉树分解、纹理分析以及视频图像等,这些内容是图像研究领域的基本内容,所以也是有些难度的。大致了解完书本上的知识后,去网站上了解MATLAB在国内外的现状也是必不可少的,通过查阅资料,我了解到MATLAB在各个重要的领域都有很重要的作用,也使得我对本次的毕业设计更加喜爱与有信心了。
3 本课题的基本内容、重点、难点
3.1 本课题的基本内容
matlab具有完备的图形处理功能、友好的用户界面以及功能强大的图形处理工具箱,能够实现对数字图像的编辑和处理工作,实现功能包括数字图像的读取、存储、显示、去色、图像翻转、局部放大、透明度调整、去噪、平滑、锐化、压缩、边缘检测等操作。
3.2 本课题的重点
本文主要研究如何利用MATLAB软件开发一个针对学习和研究的“数字图像处理系统”,为初学者和算法研究人员提供一个图像处理技术的算法演示及模拟开发的GUI(Graphical User Interface,图形用户界面)平台,供大家学习并研究图像处理的技术方法,同时实现包括数字图像的读取、存储、显示、去色、图像翻转、局部放大、透明度调整、去噪、平滑、锐化、压缩、边缘检测等操作。
本文的主要内容如下:
1.研究图像处理技术,包括图像处理技术的分类、数字图像处理的特点,主要内容以及应用。
2.分析MATLAB软件及其在图像处理中的应用。
3.完成系统的总体设计,各功能模块设计。由于篇幅有限,本文重点论述了图像变换模块的设计,对已有的算法进行了分析,并进行了改进,利用MATLAB软件完成了算法的实现,最后通过实例说明处理效果。
4.设计友好的、易于操作的图形用户界面,方便用户对结果的观察以及对已有算法的比较研究和新算法的开发。
5. 向做好的平台中添加图像,图像的读取、存储、显示、去色、图像翻转、局部放大、透明度调整、去噪、平滑、锐化、压缩、边缘检测等操作。
本课题的重点就是利用Matlab的工具库完成以上内容,MATLAB的图像处理功能都集中在它的图像处理工具箱中(Image proeessing Toolbox),由一系列支持图像处理的函数组成。很多操作,像滤波、图像的变换与增强、二值图像操作等都由它来实现的。
经图像信息输入系统获取的原图像中通常都含有各种各样的噪声和畸变,大大影响了图像的质量,因此,在对图像进行分析之前,必须先对图像质量进行改善。通常,采取图像增强的方法对图像质量进行改善。图像增强不会考虑引起图像质量下降的原因,而是将图像中感兴趣的特征有选择的突出,并衰减不需要的特征。图像增强的目的是为了改善图像的视觉效果,提高图像的清晰度和工艺的适应性,以及便于人与计算机的分析主处理,以满足图像复制或再现的要求。图像增强的方法分为空间法和领域法两类,空间法主要是对图像中的各个像素点进行操作,而领域法是在图像的某个变换域内对整个图像进行操作,并修改变换后的系数,如傅里叶变换、DCT变换等的系数,然后再进行反变换,便可得到处理后的图像。
噪声可以理解为“妨碍人们感觉器官对所接收到额信源信息理解的因素”。例如一副黑白凸显,其平面亮度分布假定为f(x,y),那么对其接受起烦扰作用的亮度分布R(x,y)即可称作噪声。噪声在理论上定义为“不可预测、只能用概率统计方法来认识的随机误差”。因此,将图像噪
声看成是多维随机过程是合适的,因而描述噪声的方法完全可以借用随机过程的描述,即用其概率分布函数和概率密度分布函数。但在很多情况下,这样的描述方法是复杂的,甚至是不可能的,而实际应用往往也是不必要的。通常是用其数字特征,即均值方差、相关函数等,因为这些数字特征都可以从某些方面反映车噪声的特征。
为了对图像进行后续处理,需要对图像进行去噪处理。图像铝箔可分为空间域、频域和小波域滤波。
做常用的空间域去噪滤波器有线性滤波器和非线性滤波器两种。现象滤波器主要有均值滤波、线性加权滤波、倒数梯度加权滤波。非线性滤波器主要是种植滤波。线性滤波主要适合于去除高斯噪声,而中值滤波则是用于消除脉冲噪声。
3.3 本课题的难点
由于接触MATLAB这门学科的时间比较短,对这个软件运用不熟悉,很多工具不能准确的使用,此外,由于使用MATLAB来处理图像大多数情况系使用修改其中的后台代码来实现的,有很多命令不是很理解,所以使用起来也不是很得心应手,由于希望自己在实现老师要求的基本要求之外,能够使我的设计有更多的功能,故有很多知识还要自己不断的探索。
对于前面提出的图像后期处理,是怎么在实际操作中用韵图像去噪技术实现图像去噪?由于现实生活中,把图像处理为人们希望的那样越来越重要,故图像去噪就在数字图像技术中的重要性越来越明显,如高放大倍数航片的判读、X射线图像系统中的噪声去除等,已经成为不可缺少的关键技术。
随着数字信号处理技术和计算机技术的迅猛发展,机器视觉的研究深度在不断拓展,应用领域在不断地延伸,。但在机器视觉系统,由于度昂没期间的质量、光学镜头的类型以及视觉系统的理论误差、加工变差的呢过的不利影响,使得通过机器视觉系统采集到的图像存在一定程度的畸变。对于采用广角镜头采集到的图像,畸变尤为明显,只10%内的图像可以看做是理想的。因此,如何对这种畸变图像加以科学、合理、有效的较真,也成为本课题的一个难点。
如何实现图像拼接?图像拼接时计算机视觉领域的一个重要的分支,它是一种将多福相关的重叠图像进行无缝拼接从而获得全景图片的技术,本次毕设课题也想设计一部分,但也是一个难点。
4 解决问题的方法、手段、措施等
4.1 拟采取的方法和技术
目前,市场上有些图像处理软件比较成功,例如Photoshop。随着图像处理、图像理解以及图像库查找等研究领域的研究进展,还有很多图像处理相关的软件问世。
图像处理软件的开发必须有可靠的,优秀的算法以及理论作为基础,这些理论及算法便是MATLAB的一些基本使用方法,通过学习我已经有所了解。
4.1.1 Photoshop界面
用Photoshop打开一幅图像,使用主界面最上部的主菜单还有部分工