数字图像处理论文
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摘要边缘检测技术对于处理数字图像非常重要,因为边缘是所要提取目标和背景的边界线,提取出边缘才能将目标和背景区分开来。
在图像中,边界所分开区域的内部特征或属性是一致的,而不同区域内部的特征或属性是一致的,而不同区域内部的特征或属性是不同的,边缘的检测正是利用物体和背景在某种图像差异来实现的,这些差异包括灰度、颜色或纹理特征。
边缘检测实际上就是检测图像特性发生变化的位置。
本文主要阐述基于Matlab的图像边缘检测技术。
论述以Matlab为开发平台和编程语言,设计出图像边缘检测软件。
首先设计了图形用户界面GUIDE,作为图像边缘检测软件的主界面,然后比较了各种图像边缘检测算子的特点,结合人像图,文字图,分形图来说明这些算子的定位性;结合加噪图片来说明各算子的稳定性。
在图形用户界面中添加了与各种算子相对应的处理程序,以及图形文件的获取、保存等功能,完成了图像边缘检测软件。
最终的图形界面可实现打开图片并对其进行边缘处理,并可将处理好的图片保存。
本论文的安排组织如下:第一章主要介绍图像边缘处理的意义。
第二章主要介绍本论文软件平台的选择。
第三章主要介绍一些常用边缘算子的原理。
第四章通过实例分析了各种算子的优缺点,借助Matlab中的GUI设计了图像边缘检测界面,并在GUI界面中完成了对各种算子的调用,最终完成了基于MATLAB的图形化图像边缘检测软件。
关键词:图像边缘处理 MATLAB GUI Log算子 Canny算子AbstractEdge detection technique for processing digital images is important because the edge is extracted by the target and the background to the boundary line, extract the edge of the target and background can be distinguished. In the image, separated by the border regions of the internal characteristics or attributes are the same, but different characteristics or attributes within the region are the same, but different characteristics within the region or property is different, edge detection is the use of object and background images in some kind of difference to achieve, these differences include grayscale, color or texture features. Detection of edge detection is actually the location of the image characteristics to change.This article discusses the Matlab-based image edge detection. Discussed in Matlab as the development platform and programming language, designed edge detection software. First, the design of the graphical user interface GUIDE, edge detection software as the main interface, then compare a variety of edge detection operator, combining the portrait maps, text maps, fractal images to illustrate the positioning of these operators; combined increase noise images to illustrate the stability of the operator. Add in the graphical user interface with a variety of operators corresponding to the processing procedures, and graphics files for the acquisition, preservation and other functions, the completion of the image edge detection software. The final graphical interface allows the edge to open the picture and its treatment, and may well save the picture processing.Arrangement of this paper is as follows: The first chapter introduces the significance of the image edge processing. The second chapter introduces the software platform of choice in this paper. The third chapter introduces some common principle of marginal operator. Chapter IV an example of the advantages and disadvantages of various operators, using Matlab's GUI interface is designed edge detection and GUI interface for all operators to complete calls, he finally completed the MATLAB-based graphical edge detection software.Keywords: Edge Treatment MATLAB GUI Canny operatorLog operator目录摘要 (I)Abstract (II)目录 .................................................................................................................................. I II 第一章绪论 (1)1.1 数字图像简介 (1)1.2 数字图像处理 (1)1.3 图像边缘处理的意义 (3)1.4 本章小结 (4)第二章软件选择 (5)2.1 软件平台选择 (5)2.2 Matlab简介 (5)2.3 本章小结 (7)第三章图像边缘处理算法 (8)3.1 边缘检测算子 (8)3.1.1 罗伯特(Roberts)边缘算子 (8)3.1.2 索贝尔(Sobel)边缘算子 (8)3.1.3 Prewitt边缘算子 (9)3.1.4 拉普拉斯(Laplacian)边缘算子 (10)3.1.5 坎尼(Canny)边缘算子 (11)3.2 各种算法的Matlab实现 (14)3.3本章小结 (18)第四章图像边缘处理的实现 (19)4.1算法之间的比较 (19)4.1.1算子的定位性 (19)4.1.2算子的稳定性 (24)4.2 GUI简介 (28)4.3 GUI界面的实现 (29)4.3.1 主要函数的介绍 (29)4.3.2 GUI的实现 (30)4.4本章小结 (40)结论 (41)参考文献 (42)致谢 (44)第一章绪论1.1 数字图像简介我们现在生活在数字图像的世界中,每个人都是满身的数字装备,MP3、MP4、PSP、PPC、手机、数码相机、笔记本电脑,这些设备的使用都离不开对数字图像相关知识的了解。
数字图像处理相关论文“数字图像处理”是一门利用计算机解决图像处理的学科。
并且,现代多媒体计算机中又广泛采用了数字图像处理技术。
下面是店铺给大家推荐的数字图像处理相关论文,希望大家喜欢!数字图像处理相关论文篇一浅谈“数字图像处理”课程教学改革实践摘要:数字图像处理技术是一种发展迅速且应用广泛的新兴技术,就“数字图像处理”课程的特点,从教学内容、教学手段和方法、教学理论和实践等方面进行改革与实践,增强了学生的实践创新能力,提高了教学质量,收到良好的教学效果。
关键词:数字图像处理;教学手段;实践作者简介:刘忠艳(1975-),女,黑龙江依安人,黑龙江科技学院计算机与信息工程学院,副教授;周波(1963-),男,黑龙江绥化人,黑龙江科技学院计算机与信息工程学院,教授。
(黑龙江哈尔滨 150027)一、“数字图像处理”概述数字图像处理技术是集微电子学、光学、应用数学和计算机科学等学科的一门综合性边缘技术。
[1,2]是当今信息社会中发展迅速且应用广泛的新兴科学技术。
数字图像处理技术广泛应用到通信、计算机、交通运输、军事、医学和经济等各个领域,在各个领域发挥着越来越重要的作用。
随着计算机技术的迅速发展,图像处理的技术和理论不断完善和丰富,新的理论、技术也不断涌现,并逐渐进行应用。
面对这样一门理论与实际紧密结合的课程,在学习过程中,学生常常会遇到很多问题,既为数字图像处理技术应用的广泛前景所吸引,也时常对课程的抽象理论感到苦恼,渐渐失去学习兴趣。
为了激发学生的学习兴趣,提高教学质量,对该课程进行教学改革,势在必行。
经过两年半的教学改革与实践,取得了一定的教学效果。
二、教学改革措施为了提高“数字图像处理”课程的教学质量,激发学生学习本课程的兴趣,对本门课程进行改革,采取以下措施:1.整合教学内容随着计算机技术的迅速发展,数字图像处理技术也得到快速发展。
近几年来,有很多新的应用点和研究涌现出来,在“数字图像处理”课程中加入新技术的介绍,对于学生了解国际的研究和应用热点,尽快地投入相应的研究与应用中去大有益处。
《数字图像处理》课程论文题目:数字图像处理技术的应用综述1 绪论1.1数字图像处理简介数字图像处理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。
数字图像处理的早期应用是对宇宙飞船发回的图像所进行的各种处理。
到了70年代,图像处理技术的应用迅速从宇航领域扩展到生物医学、信息科学、资源环境科学、天文学、物理学、工业、农业、国防、教育、艺术等各个领域与行业,对经济、军事、文化及人们的日常生活产生重大的影响。
1.2数字图像处理技术的基本特点1)处理信息量很大。
数字图像处理的信息大多是二维信息,处理信息量很大。
如一幅256×256低分辨率黑白图像,要求约64kbit的数据量;对高分辨率彩色512×512图像,则要求768kbit数据量;如果要处理30帧/秒的电视图像序列,则每秒要求500kbit~22.5Mbit数据量。
因此对计算机的计算速度、存储容量等要求较高。
2)占用频带较宽。
数字图像处理占用的频带较宽。
与语言信息相比,占用的频带要大几个数量级。
如电视图像的带宽约5.6MHz,而语音带宽仅为4kHz左右。
所以在成像、传输、存储、处理、显示等各个环节的实现上,技术难度较大,成本亦高,这就对频带压缩技术提出了更高的要。
3)各像素相关性大。
数字图像中各个像素是不独立的,其相关性大。
在图像画面上,经常有很多像素有相同或接近的灰度。
就电视画面而言,同一行中相邻两个像素或相邻两行间的像素,其相关系数可达0.9以上,而相邻两帧之间的相关性比帧内相关性一般说还要大些。
因此,图像处理中信息压缩的潜力很大。
4)无法复现三维景物的全部几何信息。
由于图像是三维景物的二维投影,一幅图象本身不具备复现三维景物的全部几何信息的能力,很显然三维景物背后部分信息在二维图像画面上是反映不出来的。
因此,要分析和理解三维景物必须作合适的假定或附加新的测量,例如双目图像或多视点图像。
在理解三维景物时需要知识导引,这也是人工智能中正在致力解决的知识工程问题。
图像处理毕业论文图像处理是计算机科学领域中的一个重要研究方向,它涉及到对图像的获取、处理、分析和识别等多个方面。
随着科技的不断发展,图像处理在各个领域都扮演着重要的角色,如医学影像、安防监控、虚拟现实等。
本文将从图像处理的基础原理、应用领域以及未来发展方向等方面进行探讨。
首先,图像处理的基础原理是数字图像处理。
数字图像处理是将图像从连续的模拟信号转换为离散的数字信号,通过对数字信号的处理来实现对图像的改变和分析。
其中,最基础的操作包括图像的采集、预处理、增强、压缩和恢复等。
图像采集是指通过摄像头或扫描仪等设备将现实世界中的图像转化为数字信号。
预处理是对采集到的图像进行去噪、去除伪影等操作,以提高后续处理的效果。
增强是通过调整图像的亮度、对比度、色彩等参数,使图像更加清晰、鲜艳。
压缩是为了减小图像文件的大小,方便存储和传输。
恢复是指对经过压缩或传输过程中丢失的信息进行恢复,以还原原始图像。
图像处理的应用领域非常广泛。
在医学影像方面,图像处理可以帮助医生进行疾病的诊断和治疗。
例如,通过对CT扫描图像的处理,可以清晰地显示出患者体内的器官结构,帮助医生准确判断病变部位。
在安防监控方面,图像处理可以用于人脸识别、行为分析等功能,提高监控系统的智能化水平。
在虚拟现实方面,图像处理可以实现对虚拟场景的渲染和交互,为用户带来更加逼真的虚拟体验。
此外,图像处理还应用于图像搜索、图像检索、图像合成等领域,为用户提供更加便捷和高效的图像处理服务。
未来,图像处理领域的发展方向主要包括以下几个方面。
首先,随着人工智能技术的快速发展,图像处理将与机器学习、深度学习等技术相结合,实现更加智能化的图像分析和识别。
其次,虚拟现实技术的兴起将推动图像处理向更加真实和沉浸式的方向发展,为用户带来更加逼真的虚拟体验。
再次,图像处理技术将与物联网、云计算等技术相结合,实现对大规模图像数据的处理和分析,为用户提供更加个性化和精准的图像服务。
数字图像处理论文数字图像处理在计算机视觉和图像分析领域中扮演着重要角色。
随着数字图像处理算法的不断发展和改进,对于图像的处理和分析有了更深入的理解。
本篇论文主要介绍了数字图像处理的一些基础概念、方法和应用。
首先,数字图像处理是基于计算机的图像处理技术,旨在改善图像的质量、增强图像的特征以及从图像中提取有用的信息。
数字图像处理的基本步骤包括图像获取、预处理、特征提取和图像重建等。
在图像获取的阶段,通过传感器或数码相机等设备获取图像的原始数据。
在预处理的阶段,对图像进行去噪、平滑和增加对比度等操作,以消除图像中的噪声和提高图像的视觉效果。
在特征提取的阶段,根据图像的特定特征,如边缘、纹理和颜色等,进行特征的提取和描述。
在图像重建的阶段,利用图像处理算法对图像进行重建和恢复。
常见的图像处理算法包括滤波、变换和编码等。
滤波算法主要用于图像平滑和去噪,如均值滤波、中值滤波和高斯滤波等。
变换算法主要用于提取图像的频域特征,如傅里叶变换和小波变换等。
编码算法主要用于图像的压缩和存储,如JPEG、PNG和GIF等。
除了基本的图像处理方法,数字图像处理还有许多应用领域。
其中之一是医学图像处理,包括医学图像的分割、配准和识别等。
另一个应用是遥感图像处理,用于地理信息系统和环境监测等领域。
此外,数字图像处理还在安全和认证、图像检索和图像合成等领域发挥重要作用。
总之,数字图像处理是一门研究如何使用计算机技术对图像进行处理和分析的学科。
通过了解数字图像处理的基本概念、方法和应用,可以更好地理解图像的特性和结构,提高图像处理的效果和精度,并在各个领域中发挥重要作用。
数字图像计算机处理技术论文范文推荐文章无人机应用技术论文优秀范文热度:物联网传感知识技术论文范文热度:维修电工技术论文范文大全热度:无人驾驶技术原理论文优秀范文热度:现代教育技术论文范文热度:数字图像处理技术是研究采用计算机和其他数字化技术对图像信息进行处理的新技术。
小编整理了数字图像处理技术论文,欢迎阅读! 数字图像处理技术论文篇一浅谈数字图像处理技术摘要:本文针对目前广泛应用数字图像识别处理技术国内外研究现状进行了分析,阐述了数字图像处理技术的应用前景。
关键词:数字图像图像处理数字技术应用一、数字图像处理综述数字图像处理(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。
数字图像处理最早出现于20世纪50年代,当时的电子计算机已经发展到一定水平,人们开始利用计算机来处理图形和图像信息,数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期,早期的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。
图像处理中,输入的是质量低的图像,输出的是改善质量后的图像,常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。
首次获得实际成功应用的是美国喷气推进实验室(JPL),他们对航天探测器徘徊者7号在1964年发回的几千张月球照片使用了图像处理技术,如几何校正、灰度变换、去除噪声等方法进行处理,并考虑了太阳位置和月球环境的影响,由计算机成功地绘制出月球表面地图,获得了巨大的成功。
随后又对探测飞船发回的近十万张照片进行更为复杂的图像处理,以致获得了月球的地形图、彩色图及全景镶嵌图,获得了非凡的成果,为人类登月创举奠定了坚实的基础,也推动了数字图像处理这门学科的诞生。
在以后的宇航空间技术,医学技术中数字图像处理技术都发挥了巨大的作用。
从70年代中期开始,随着计算机技术和人工智能、思维科学研究的迅速发展,数字图像处理向更高、更深层次发展,人们已开始研究如何用计算机系统解释图像,实现类似人类视觉系统理解外部世界,这被称为图像理解或计算机视觉。
数字图像处理技术的探究论文_数字图像处理课程论文数字图像处理技术的探究论文篇一《数字图像处理技术的探究》【摘要】目前,图像处理技术得到较好的发展,本文以数字图像处理技术为研究对象,对其发展与应用现状进行简述,并对此技术的优缺点以及制约因素进行系统的分析,概述了此项技术在日后发展中的应用范围。
通过对数字图像处理技术的分析,让我们更深入的了解此项技术,为日后的研究提供一定的理论基础。
【关键词】数字图像处理技术发展就图像处理技术而言,可分为模拟图像与数字图像处理两大类。
数字图像处理技术在发展的过程中,涉及多门学科,其中包括生物学、计算机、信息科学等。
因此,数理与边缘学科与图像处理技术的关系越来越密切。
在最近几年中,数字图像处理技术逐步趋于完善,在遥感、人工智能等多个领域中被广泛使用,并促进相关学科得到较好的发展。
1数字图像处理技术的发展与应用在上世纪六十年代,随着VLS与计算机的发展产生了数字图像处理技术,并不断完善、成熟的一项新技术。
不管是在理论还是实际方面,都取得了较好的进步。
在早期,图像处理主要是为了使图片的质量更加完善。
输入图像的质量较低,而输出图片的质量较高,通常采用复原、压缩等方式进行处理。
此项技术首次应用成功是在美国的喷气推进实验室中。
此后,在航空领域中得到很好的应用,促进了此门学科的发展。
除此之外,数字图像处理技术在医学上也得到了很好的应用。
自上世纪七十年代中期之后,计算机与智能化得到很好的发展,也促进了图像处理技术的进步。
人们开始研究怎样通过计算机,对图像进行系统的解释,这被称作计算机视觉或图像理解。
上世纪几十年代,数字图像处理技术得到大力发展。
截止目前,此项技术在医疗设备、地理信息系统等多个领域中被广泛使用。
2数字图像处理技术的特点2.1优点(1)再现性较好。
数字图像处理技术不会因为各种变换操作而造成图片出现质量退化的现象,始终确保图像可以真实的再现。
(2)处理精度高。
根据当前技术,基本上能够把一副模拟的图像通过数字化做各种二维数组,与图像数字化设备能力有直接的关系。
数字图像处理论文数字图像处理论文篇一:数字图像增强技术摘要:数字图像处理是指利用计算机技术对图像进行各种操作和处理的过程。
图像增强是数字图像处理中的一项重要技术,旨在改善图像的质量和视觉效果。
本文针对数字图像增强技术进行了综述,包括直方图均衡化、滤波和锐化等常用方法。
此外,还介绍了一些新近提出的图像增强算法,如基于深度学习的方法。
最后,对数字图像增强技术的发展趋势进行了展望。
关键词:数字图像处理;图像增强;直方图均衡化;滤波;锐化;深度学习1.引言数字图像处理是计算机科学和图像处理领域的重要研究方向。
随着数字图像在各个领域的广泛应用,对图像质量和视觉效果的要求也越来越高。
图像增强是数字图像处理的一项基础技术,通过改善图像的对比度、亮度和细节等特征,提高图像的可视化效果。
图像增强技术已被广泛应用于医学影像、无人驾驶、图像识别等领域。
2.直方图均衡化直方图均衡化是一种常用的图像增强方法,通过调整图像的像素值分布,提高图像的对比度和显示效果。
其基本思想是将原始图像的像素值映射到一个新的像素值域,使得新图像具有均匀分布的像素值。
直方图均衡化可以有效地增强图像的细节和纹理特征,但在一些情况下会导致图像过度增强或噪声增加。
3.滤波技术滤波是图像处理中常用的一种方法,通过对图像进行平滑或者锐化处理,改善图像的质量和视觉效果。
常用的滤波方法有均值滤波、中值滤波和高斯滤波等。
均值滤波通过计算像素点周围邻域像素的平均值来更新像素的值,可用于图像的平滑处理。
中值滤波通过计算像素点周围邻域像素的中值来更新像素的值,可有效地去除图像中的椒盐噪声。
高斯滤波通过对图像进行加权平均处理,对图像进行平滑和去噪。
4.锐化技术锐化是图像处理中常用的一种技术,通过增加图像中的高频成分,提高图像的边缘和细节等特征。
常用的锐化方法有拉普拉斯算子、Sobel算子和Canny算子等。
拉普拉斯算子通过计算图像的二阶导数来增强图像的边缘和细节。
Sobel算子通过计算图像的一阶导数来提取图像的边缘特征。
数字图像处理结课作业--数字图像频域增强方法及在matlab中的实现学生姓名:学号:学院:理学院班级:电科班指导教师:摘要:图像增强的目的是使处理后的图像更适合于具体的应用,即指按一定的需要突出一幅图像中的某些信息,同时削弱或去除某些不需要的信息,使之改善图像质量,加强图像判读和识别效果的处理技术。
从总体上可以分为两大类:空域增强和频域增强。
频域处理时将原定义空间中的图像以某种形式转换到其他空间中,利用该空间的特有性质方便的进行图像处理。
而空域增强是在图像空间中借助模板对图像进行领域操作,处理图像每一个像素的取值都是根据模板对输入像素相应领域内的像素值进行计算得到的。
空域滤波基本上是让图像在频域空间内某个范围的分量受到抑制,同时保证其他分量不变,从而改变输出图像的频率分布,达到增强图像的目的。
本文主要从空域展开图像增强技术,重点阐明数字图像增强处理的基本方法,介绍几种空域图像增强方法。
关键词:图像增强 MATLAB 空域增强锐化空间滤波平滑空间滤波目录:1、何为数字图像处理及MATLAB的历史2、空间域图像增强技术研究的目的和意义3、空间域的增强3.1 背景知识3.2 空间域滤波和频域滤波之间的对应关系3.3 锐化滤波3.4 平滑滤波4、结论1、何为数字图像处理及MATLAB的历史数字图像处理(digital image processing),就是利用数字计算机或者其他数字硬件,对从图像信息转换而得到的电信号进行某些数学运算,以提高图像的实用性。
例如从卫星图片中提取目标物的特征参数,三维立体断层图像的重建等。
总的来说,数字图像处理包括运算、几何处理、图像增强、图像复原、图像形态学处理、图像编码、图像重建、模式识别等。
目前数字图像处理的应用越来越广泛,已经渗透到工业、医疗保健、航空航天、军事等各个领域,在国民经济中发挥越来越大的作用。
MATLAB是由美国Math Works公司推出的软件产品。
MATLAB是“Matric Laboratory”的缩写,意及“矩阵实验室”。
2024年数字图像处理论文doc标题:2024年数字图像处理论文doc一、引言随着技术的不断发展,数字图像处理在各个领域中的应用越来越广泛。
本文旨在探讨2024年数字图像处理领域的发展趋势,以及相关算法和技术的应用。
通过对数字图像处理的研究,希望能够为相关领域的发展提供一定的参考和帮助。
二、数字图像处理的基本原理数字图像处理是一种利用计算机对图像进行加工、处理和分析的技术。
数字图像处理的基本原理是将图像转换为数字信号,然后利用计算机对数字信号进行处理和分析。
数字图像处理技术包括图像增强、图像变换、图像滤波、图像恢复、图像分析等。
三、数字图像处理的应用范围数字图像处理技术的应用范围非常广泛,包括医学影像、安防监控、智能交通、工业生产、环境监测等领域。
随着技术的不断发展,数字图像处理的应用范围将会更加广泛。
四、数字图像处理的热点问题和研究方向目前,数字图像处理的热点问题和研究方向包括深度学习、人工智能、虚拟现实等。
其中,深度学习在数字图像处理中的应用已经得到了广泛的认可,其在图像识别、目标检测、人脸识别等方面的应用已经取得了显著的成果。
此外,人工智能在数字图像处理中的应用也在不断发展,包括机器学习、神经网络等。
虚拟现实技术在数字图像处理中的应用也在逐渐增加,其在虚拟现实游戏、电影制作等方面的应用已经得到了广泛的应用。
五、数字图像处理的发展趋势和未来前景随着技术的不断发展,数字图像处理的应用范围将会更加广泛。
未来,数字图像处理技术将会更加智能化、自动化和人性化,其在各个领域中的应用将会更加深入。
同时,数字图像处理技术也将会面临更多的挑战和机遇,包括如何提高图像处理的精度和速度、如何解决图像处理中的隐私和安全问题等。
六、总结本文对2024年数字图像处理领域的发展趋势进行了探讨,并介绍了相关算法和技术的应用。
数字图像处理技术已经成为各个领域中不可或缺的一部分,其未来的发展前景非常广阔。
希望本文能够对相关领域的发展提供一定的参考和帮助。
数字图像增强的方法
XX
(XXXXXXXXXXXXX )
摘 要:在进行图像增强的处理过程中,如何有效的增强图像是图像分析中的
一个难点,这一步处理的好坏将影响到后面图像处理的效果。
文中针对灰度图像的特点,分别采用了小波变换、直方图均衡化、图像平滑和图像锐化的增强算法对图像进行处理,由实验结果对比得出 4 种不同的增强算法分别适用的范围。
关键词:图像增强 小波变换 直方图均衡化 图像平滑 图像锐化
0 引 言
图像增强是指按特定的需要突出一幅图像的某些信息,削弱或消除不需要信息的处理方法。
处理的结果使图像更适合于人的视觉特性或机器的识别系统。
图像增强技术主要有空间域法和频率域法两类,增强方法主要有小波变换、直方图均衡、图像平滑、图像滤波、图像锐化等。
本文主要采用基于小波变换、直方图均衡、平滑、梯度锐化方法对图像进行处理,通过对处理结果进行比较,得出各算法的适用范围。
1 概述
本文重点介绍图像增强的4种方法,包括小波变换、直方图均衡、图像平滑、图像锐化,通过实际应用得出各个方法的适用方法。
2 基于小波变换的图像增强技术
2.1 基于小波变换的图像增强技术 小波分析因其多分辨分析能力,与图像增强的结合成为一种必然。
基于小波分析的图像增强技术是采用小波变换,对低频成分进行特殊处理,以增强图像中的目标信息。
2.1.1 二维小波分解 定义如下两个小波函数:
记:
,对图像信号
f(x,y)的两个卷积型连续小波变换为:
根据二维小波变换的规律,针对图像
,令是在的正交
投的正交投影,则
的优先小波分解就是对
的分解。
假定
上的尺度函数为Φ小波函数为。
图像按照塔式法
则分解为:
图像信号的小波分解实质上就是把图像信号分解成不同频带范围内不同的图像分量。
我们可以采用不同的方法来增强不同频率范围内图像的细节分量,突出不同尺度的细节,从而达到增强图像的层次感的目的。
2.1.2 分解系数增强
在单尺度小波分解后用 appcoef2 函数提取第一层的低频分解系数a1,
用
N f f 2N V f N
f
detcoef2函
数分别提取第一层的高频分解系数 h1、v1、d 1 。
然后对低频分解系数增强,对高频分解系数衰减。
2.1.3 小波重构
对经过加强后的小波系数进行Mallat 重构:
在Matlab7.0下对基于小波分析的图像增强进行了仿真实验,相关程序如下:
[c,s]=wavedec2(X,1,'sym4');
a1=appcoef2(c,s,'sym4',1);
a1=2*a1;
h1=detcoef2('h',c,s,1);
v1=detcoef2('v',c,s,1);
d1=detcoef2('d',c,s,1);
h1=0.5*h1;
v1=0.5*v1;
d1=0.5*d1;
y=idwt2(a1,h1,v1,d1,'sym4');
3 直方图均衡
直方图均衡也称灰度均衡,处理的中心思想是把原始图像的灰度直方图从比较集中的某个灰度区间变成在全部灰度范围内的均匀分布。
在实际处理变换时,一般先对原始图像的灰度情况进行统计分析,并计算出原始直方图分布,然后根据计算出的累计直方图分布tk,按式tk= [(N −1)*tk+0.5]对其取整并得出源灰度sk到tk的灰度映射关系,其中N为灰度的级数。
重复上述步骤,得到所有的源图像各灰度级到目标图像各灰度级的映射关系,再按照新的映射关系对源图像各点像素进行灰度转换,即可完成对源图的直方图均衡化。
4 图像平滑
图像平滑目的是减少图像的噪声。
一般情况,在空间域内可以用领域平均来减少噪声;在频率域,由于噪声频谱通常多在高频段,因此可以采用低通滤波的办法减少噪声,但处理后图像有一定程度的模糊。
这主要取决于噪声本身的特性。
平滑模板的思想是通过一点和周围几个点的运算(通常称为平均运算)来去除突然变化的点,一般情况下通过选择不同的模板来消除不同的噪声。
本文采用一个3*3的高斯模板。
5 图像锐化
图像锐化一般有两种方法:一种是微分锐化法,另一种是高通滤波法。
本文主要采用微分锐化法中的梯度锐化来对图像进行边缘增强。
梯度的数值就是 f (x,y )在其最大变化率方向上的单位距离所增加的量。
对于离散的数字图像,梯度G[f(x,y)]由式(1)表示:
为了计算方便,也可以近似为式(2)和式(3)两种形式:
由式(2)和式(3)可见:在图像变化缓慢的地方其值很小(对应图像较暗);而在线条轮廓等变化较快的地方的值很大。
图像在经过梯度运算后变得清晰从而达到锐化的目的。
5 结论
目前,图像增强的方法虽有很多种,但它对各种不同的类别具有不同的增强效果,应具体问题具体分析,只有根据图像增强的具体目的选择相应的增强方法,才能达到期望的效果。
经过 4 种不同的图像增强算法的处理效果可以看出:采用基于小波变换的图像增强技术可以通过对低频分解系数进行增强处理,对高频分解系数进行衰减处理达到图像增强的作用。
小波分析具有多尺度多角度提取信号特征,利用图像局部信息克服了对每个像素采用同样处理带来的缺点。
对于灰度不均匀的图像可利用灰度均衡化,来均衡图片的灰度等级,以达到增强图像的对比度;可以通过图像平滑滤除图像中的噪声,使图像中一些突兀的点不再明显,
缺点
是使图像中的边界、轮廓变的模糊;利用图像锐化,使图像的边界清晰明朗化,而且在图像变化缓慢的地方,还可以通过阈值的选取来达到理想的图像增强效果。
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