matlab+圖像處理課件.ppt

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1、第六講Matlab圖像處理介紹通信與信息工程學(xué)院2009~2010冬季學(xué)期10/4/20211Matlab圖像處理工具箱———ImageProcessingToolbox提高圖像質(zhì)量，使模糊的圖像變得清晰；提取圖像的有效特征，以便進(jìn)行模式識(shí)別；通過圖像變換和有效編碼來壓縮其頻帶或數(shù)據(jù)，以便傳輸或存儲(chǔ)。10/4/20212一、圖像處理工具箱函數(shù)包含一百余個(gè)函數(shù)，按其內(nèi)容劃分為以下幾類：⑴、圖像顯示函數(shù)；⑵、圖像文件輸入、輸出函數(shù)；⑶、圖像幾何操作函數(shù)；⑷、圖像像素值及統(tǒng)計(jì)函數(shù)；⑸、圖像分析函數(shù)；⑹、圖像增強(qiáng)函數(shù)；⑺、線性濾波函數(shù)；10/4/20213⑻、二維線性濾波器設(shè)計(jì)函數(shù)；⑼、圖像變換函

2、數(shù)；⑽、圖像鄰域及塊操作函數(shù)；⑾、二值圖像操作函數(shù)；⑿、基于區(qū)域的圖像處理函數(shù)；⒀、顏色圖操作函數(shù)；⒁、顏色空間轉(zhuǎn)換函數(shù)；⒂、圖像類型和類型轉(zhuǎn)換函數(shù)。一、圖像處理工具箱函數(shù)（cont.）10/4/20214分別為：真彩色圖像（RGBimages）；索引色圖像（indeximages）；灰度圖像（intensityimages）；二值圖像（binaryimages）。由于有的函數(shù)對圖像類型有限制，這四種類型可以用工具箱的類型轉(zhuǎn)換函數(shù)相互轉(zhuǎn)換。二、工具箱支持的圖像類型10/4/20215Matlab可操作的圖像文件包括：BMPHDFJPEGPCXTIFFXWD10/4/20216三、常用圖像操

3、作圖像的讀寫與顯示操作：用imread()讀取圖像，imwrite()輸出圖像。圖像顯示于屏幕：imshow()。圖像進(jìn)行裁剪：imcrop()。圖像的插值縮放：imresize()。圖像的旋轉(zhuǎn)：imrotate()。10/4/20217四、圖像增強(qiáng)功能圖像增強(qiáng)是數(shù)字圖像處理過程中常用的一種方法，目的是采用一系列技術(shù)去改善圖像的視覺效果或?qū)D像轉(zhuǎn)換成一種更適合于人眼觀察和機(jī)器自動(dòng)分析的形式。10/4/20218灰度直方圖均衡化?；叶茸儞Q法。平滑與銳化濾波。圖像增強(qiáng)方法10/4/202191、灰度直方圖均衡化均勻量化的自然圖像的灰度直方圖通常在低灰度區(qū)間上頻率較大，使得圖像中較暗區(qū)域中的細(xì)節(jié)

4、看不清楚，采用直方圖修整可使原圖像灰度集中的區(qū)域拉開或使灰度分布均勻，從而增大反差，使圖像的細(xì)節(jié)清晰，達(dá)到增強(qiáng)目的。直方圖均衡化可用histeq()函數(shù)實(shí)現(xiàn)。10/4/2021102、灰度變換法照片或電子方法得到的圖像，常表現(xiàn)出低對比度即整個(gè)圖像偏亮或偏暗，為此需要對圖像中的每一像素的灰度級進(jìn)行灰度變換，擴(kuò)大圖像灰度范圍，以達(dá)到改善圖像質(zhì)量的目的。這一灰度調(diào)整過程可用imadjust()函數(shù)實(shí)現(xiàn)。10/4/2021113、平滑濾波平滑技術(shù)用于平滑圖像中的噪聲，基本采用在空間域上的求平均值或中值?；蛟陬l域上采取低通濾波，因在灰度連續(xù)變化的圖像中，我們通常認(rèn)為與相鄰像素灰度相差很大的突變點(diǎn)為噪

5、聲點(diǎn)，灰度突變代表了一種高頻分量，低通濾波則可以削弱圖像的高頻成分，平滑了圖像信號，但也可能使圖像目標(biāo)區(qū)域的邊界變得模糊。10/4/2021124、銳化濾波而銳化技術(shù)采用的是頻域上的高通濾波方法，通過增強(qiáng)高頻成分減少圖像中的模糊，特別是模糊的邊緣部分得到了增強(qiáng)，但同時(shí)也放大了圖像的噪聲。在Matlab中，各種濾波方法都是在空間域中通過不同的卷積模板即濾波算子實(shí)現(xiàn)，可用fspecial()函數(shù)創(chuàng)建預(yù)定義的濾波算子，然后用filter2()或conv2()函數(shù)在實(shí)現(xiàn)卷積運(yùn)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行濾波。10/4/202113五、圖像邊緣檢測和圖像分割功能邊緣檢測是一種重要的區(qū)域處理方法，邊緣是所要提取目標(biāo)

6、和背景的分界線，提取出邊緣才能將目標(biāo)和背景區(qū)分開來。如果一個(gè)像素落在邊界上，那么它的鄰域?qū)⒊蔀橐粋€(gè)灰度級變化的帶。對這種變化最有用的兩個(gè)特征是灰度的變化率和方向。10/4/202114五、圖像邊緣檢測和圖像分割功能（cont.）邊緣檢測算子可以檢查每個(gè)像素的鄰域并對灰度變化率進(jìn)行量化，也包括對方向的確定，其中大多數(shù)是基于方向?qū)?shù)掩模求卷積的方法。Matlab工具箱提供的edge()函數(shù)可針對sobel算子、prewitt算子、roberts算子、log算子和canny算子實(shí)現(xiàn)檢測邊緣的功能?；诨叶鹊膱D像分割方法也可以用簡單的Matlab代碼實(shí)現(xiàn)。10/4/202115六、圖像變換功能圖像

7、變換技術(shù)是圖像處理的重要工具，常運(yùn)用于圖像壓縮、濾波、編碼和后續(xù)的特征抽取或信息分析過程。Matlab工具箱提供了常用的變換函數(shù)，如fft2()與ifft2()函數(shù)分別實(shí)現(xiàn)二維快速傅立葉變換與其逆變換，dct2()與idct2()函數(shù)實(shí)現(xiàn)二維離散余弦變換與其逆變換。Matlab還提供了如二值圖像的膨脹運(yùn)算dilate()函數(shù)、腐蝕運(yùn)算erode()函數(shù)等基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)與二值圖像的操作函數(shù)。10/4/202116七、Mat