数字图像处理课程设计报告
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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__________________________
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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。
2 设计思想:
2.1 图像处理演示系统实现工具的选择
使用MATLAB软件进行界面设计及程序编写。
2.2 选择MATLAB软件原因
之所以选择MA TLAB工具是因为:MATLAB是集数值计算,符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算语言。作为强大的科学计算平台,它几乎能够满足所有的计算需求。MATLAB全称是Matrix Laboratory(矩阵实验室),一开始它是一种专门用于矩阵数值计算的软件,从这一点上也可以看出,它在矩阵运算上有自己独特的特点。实际上MA TLAB 中的绝大多数的运算都是通过矩阵这一形式进行的。这一特点也就决定了MATLAB在处理数字图像上的独特优势。理论上讲,图像是一种二维的连续函数,然而在计算机上对图像进行数字处理的时候,首先必须对其在空间和亮度上进行数字化,这就是图像的采样和量化的过程。二维图像进行均匀采样,就可以得到一幅离散化成M×N样本的数字图像,该数字图像是一个整数阵列,因而用矩阵来描述该数字图像是最直观最简便的了。而MA TLAB的长处就是处理矩阵运算,因此用MA TLAB处理数字图像非常的方便。
MATLAB支持五种图像类型,即索引图像、灰度图像、二值图像、RGB图像和多帧图像阵列;支持BMP、GIF、HDF、JPEG、PCX、PNG、TIFF、XWD、CUR、ICO等图像文件格式的读,写和显示。MATLAB对图像的处理功能主要集中在它的图像处理工具箱(Image Processing Toolbox)中。图像处理工具箱是由一系列支持图像处理操作的函数组成,可以进行诸如几何操作、线性滤波和滤波器设计、图像变换、图像分析与图像增强、二值图像操作以及形态学处理等图像处理操作。
2.3 系统结构框图
3 图形用户界面设计
GUI是实现人机交互的中介,可以通过它实现数据输入、处理和输出。MA TLAB提供了一个专门的GUI设计工具——图形用户界面开发环境(GUIDE),使用该工具,可以快速完成GUI设计任务。利用MATLAB提供的有关数据,还可以创建工具栏控件和多种对话框。
3.1启动GUIDE
在命令窗口中键入guide,启动GUIDE,显示如下图所示的“GUIDE Quick Start”对话框。
打开“GUIDE Quick Start”对话框,利用GUIDE 模板创建新的GUI,选择一个模板后,单机OK 按钮,在输出编辑器中打开GUI。如下:
3.2 输出编辑器
在GUIDE中打开GUI以后,它显示在输出编辑器中。输出编辑器是所有GUIDE工具的控制面板。
可以通过拖拉控件来设计GUI,这些控件位于输出编辑器左侧的工具箱中,有按钮、弹出式菜单和坐标系等多种。也可以用输出编辑器设置GUI控件的基本属性。
3.3 GUIDE模板
“GUIDE Quick Start”对话框提供了几种基本类型的GUI模板。使用模板的好处是可以通过改模板来快速创建GUI。选择一种模板以后,它的预览效果显示在右面的面板中。
3.4 菜单编辑器
利用菜单编辑器,可以创建、设置、修改下拉式菜单和弹出式菜单。在GUIDE中单机工具栏上的按钮,或者选择“Tools”菜单中的“Menu Editor…”选项,打开菜单编辑器的界面,如下图所示:
上图中左上角第一个按钮用于创建下拉式菜单。用户可以通过单击它来创建下拉式主菜单。第二个按钮用于创建下拉式主菜单的子菜单