基于Matlab的数字图像处理课程设计报告.docx
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基于Matlab的数字图像处理课程设计报告.docx
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基于Matlab的数字图像处理课程设计报告
课程设计(论文)说明书
题目:
数字图像处理的MATLAB实现
摘要
利用matlab的GUI程序设计一个简单实用的图像处理程序。
该程序应具备图像处理的常用功能,以满足用户的使用。
现设计程序有以下基本功能:
1.图像的读取和保存。
2.设计图形用户界面,让用户能够对图像进行任意的亮度和对比度变化调整,显示和对比变换前后的图像。
3.设计图形用户界面,让用户能够用鼠标选取图像感兴趣区域,显示和保存该选择区域。
4.编写程序通过最近邻插值和双线性插值等算法将用户所选取的图像区域进行放大和缩小整数倍的操作,并保存,比较几种插值的效果。
5.图像直方图统计和直方图均衡,要求显示直方图统计,比较直方图均衡后的效果。
6.能对图像加入各种噪声,并通过几种滤波算法实现去噪并显示结果。
关键词:
图像;截图;缩放;直方图;加噪去噪
Abstract
UseofmatlabGUIprogrammingasimpleandpracticalimageprocessingprogram.Theprogramshouldhavethecommonuseoftheimageprocessingfunction,tomeettheuser'suse.Nowhasthefollowingbasicfunctiondesignprogram:
1.Theimageofthereadingandsave.
2.Thegraphicaluserinterfacedesign,toenableuserstotheimageofanybrightnessandcontrastchangeadjustment,displayandcontrasttransformthebeforeandafterimages.
3.Thegraphicaluserinterfacedesign,letuserscanusethemousetoselecttheimagetheinterestedregion,displayandsavetheforthearea.
4.Writeaprogramthroughthenearestinterpolationanddoublelinearinterpolationalgorithmssuchastheselectionofuserswillenlargeimageregionandnarrowingtheintegertimestheoperation,andpreserve,thecomparisonofseveralinterpolationeffect.
5.Theimagehistogramstatisticsandhistogramequalization,requiredtodisplayhistogramstatistics,comparedtheeffectafterthehistogramequalization.
6.Canjoinvariousnoiseimage,andthroughseveralfilteringalgorithmdenoisinganddisplaystheresults.
Keywords:
Image,;screenshots;zoom;histogram,;addnoisetonoise
目录
引言…………………………………………………………………………4
1界面展示……………………………………………………………………………4
2具体设计……………………………………………………………………………5
2.1菜单设计……………………………………………………………………………5
2.2图像基本处理………………………………………………………………………5
2.2.1图像旋转………………………………………………………………………5
2.2.2截图…………………………………………………………………………6
2.2.3亮度调节………………………………………………………………………6
2.2.4灰度图像………………………………………………………………………6
2.3加噪和去噪…………………………………………………………………………7
2.3.1加入噪声………………………………………………………………………7
2.3.2滤波去噪………………………………………………………………………7
2.4还原………………………………………………………………………………8
2.5撤销………………………………………………………………………………8
2.6直方图统计和直方图均衡………………………………………………………9
2.6.1直方图均衡……………………………………………………………………9
2.6.2直方图统计……………………………………………………………………9
2.7底片效果……………………………………………………………………………9
2.8边缘信息……………………………………………………………………………10
2.9图像翻转……………………………………………………………………………10
2.10放大缩小…………………………………………………………………………11
2.11对比度……………………………………………………………………………12
2.11.1对比度增强…………………………………………………………………12
2.11.2对比度减弱…………………………………………………………………12
2.12个人信息…………………………………………………………………………12
3结论…………………………………………………………………………………13
谢辞……………………………………………………………………………………14
参考文献………………………………………………………………………………15
附录……………………………………………………………………………………16
引言
MatLab是近几年来国内外使用最为广泛的优秀科技软件之一.其语法结构简单.具有极强的数值计算、数据分析、图形绘制及图像处理等功能.具有高质量的图形可视化效果和强大的界面设计能力.因而在数字图像处理中有着其他语言所无法比拟的优势。
MatLab图像处理工具箱提供了丰富的图像处理函数,几乎涵盖了图像处理的各个内容,主要有:
图空间变换:
邻域和块操作;二值图像操作;线性滤波和滤波器设计;变换域处理:
图像分析和增强:
图像恢复;感兴趣区域处理:
图像压缩:
形态学运算等。
1界面展示
如图1-1,1-2所示
图1-1
图1-2
软件大体分为三个部分:
菜单部分,显示部分和操作部分。
(1)菜单部分:
实现打开文件,保存文件和退出功能。
(2)显示部分:
显示载入的原始图像和处理后的图像。
(3)操作部分:
通过各个功能按键实现对图像的不同处理。
2具体设计
2.1菜单设计
①通过MenuEditor
创建菜单如图2-1-1所示
图2-1-1
②利用“文件”菜单中的“打开”、“保存为…”分别实现图片的读取与保存。
如图2-1-2所示。
图2-1-2
2.2图像基本处理
2.2.1图像旋转
此功能可以实现图像的逆时针任意角度旋转。
如图2-2-1所示。
图2-2-1
通过函数f=imrotate(handles.img,p1,'bilinear','crop');实现翻转。
2.2.2截图
通过imcrop(x)函数来实现对图片某一区域的截取,截取的图片在处理后的方框中显示。
结合“保存为…”,可把截图处理后的图片保存在指定路径。
如图2-2-2所示。
图2-2-2
2.2.3亮度调节
如图2-2-3所示。
图2-2-3
2.2.4灰度图像
由于在matlab中较多的图像处理函数支持对灰度图像进行处理,故对图像进行灰度转化十分必要。
可利用rgb2gray(X)函数对其他图像进行灰度图像的转化。
如图2-2-4所示。
图2-2-4
2.3加噪和去噪。
2.3.1加入噪声。
通过imnoise(I,type,parameters)来加入各种噪声。
①加入椒盐噪声。
如图2-3-1-1所示。
图2-3-1-1
②加入乘性噪声。
如图2-3-1-2所示。
图2-3-1-2
2.3.2滤波去噪(乘性噪声)。
①高通滤波。
如图2-3-2-1所示。
②低通滤波。
如图2-3-2-2所示。
图2-3-2-1图2-3-2-2
③中值滤波。
如图2-3-2-3所示。
④线性滤波。
如图2-3-2-4所示。
图2-3-2-3图2-3-2-4
⑤自适应滤波。
如图2-3-2-5所示。
图2-3-2-5
2.4还原
通过一个全局变量保存原始图像路径,在需要还原至原始图像时,重新读取该全局变量即可。
2.5撤销
撤销上一步的操作。
通过另设一个全局变量T保存是上一次操作后的图像。
2.6直方图统计和直方图均衡
2.6.1通过histeq(X)函数实现直方图均衡。
因为此函数只能对灰度图像进行直方图均衡,故应先将彩图转为灰度图像。
如图2-6-1-1所示。
图2-6-1-1
然后,对灰度图像进行直方图均衡如图2-6-1-2所示。
图2-6-1-2
2.6.2通过利用imhist(X)函数来实现直方图统计。
结果如图2-6-2所示。
图2-6-2
2.7底片效果
将图像变为底片,并显示程序段关键部分:
通过f=imcomplement(handles.img);实现图像取反,形成底片效果。
如图2-7所示。
图2-7
2.8边缘信息
采取图像的边缘信息。
通过f=edge(handles.img,'canny');是实现边缘信息的获取。
如图2-8所示。
图2-8
2.9图像翻转
实现图像的镜像翻转。
通过f=fliplr(handles.img);f=flipud(handles.img);分别实现左右镜像翻转与上下镜像翻转。
上下翻转如图2-9-1所示:
图2-9-1
左右翻转如图2-9-2所示:
图2-9-2
2.10放大缩小
使用这两个按键。
如图2-10所示。
图2-10
2.11对比度
2.11.1对比度增强
如图2-11-1所示。
图2-11-1
2.11.2对比度减弱
如图2-11-2所示。
图2-11-2
2.12个人信息
通过弹出警告窗口完成。
窗口内容如图2-12所示。
图2-12
到此为止,界面的具体设计已经介绍完。
3结论
经过不断调试,软件已经得到了完善,达到了课设的基本要求,遗憾的是有些功能只支持对灰度图像处理。
通过一个月的matlab学习和设计,我对matlab的guide使用更加熟练。
还记得当初选题目的时候,看到每个题目都无所适从。
虽然本学期开了图像处理的课,但是从来没有做过软件,很担心自己根本做不出成品。
经过老师的指点,到图书馆借了本书,又从网上大量的收集资料,通过不断地学习和参考,终于完成了软件设计,我感到非常自豪。
这个作品的功能不是很多,但是我还是较为满意的。
本次的课程设计,不但鞭策着我去巩固matlab的理论知识,还提高了我对matlab的实际操作运用,使得理论与实践相结合,为进一步学习matlab打下坚实的基础。
谢辞
在课设过程,我遇到过不少问题。
例如,如果添加回调函数,如果对菜单进行美化等很多问题。
后来在老师和同学的帮助下,问题都得到了解决
参考文献:
董辰辉等.《MATLAB2008全程指南》.电子工业出版社
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺:
所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:
日 期:
指导教师签名:
日 期:
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:
按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:
日 期:
学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
日期:
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:
日期:
年月日
导师签名:
日期:
年月日
指导教师评阅书
指导教师评价:
一、撰写(设计)过程
1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
指导教师:
(签名)单位:
(盖章)
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价:
一、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
评阅教师:
(签名)单位:
(盖章)
年月日
教研室(或答辩小组)及教学系意见
教研室(或答辩小组)评价:
一、答辩过程
1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
教研室主任(或答辩小组组长):
(签名)
年月日
教学系意见:
系主任:
(签名)
年月日
学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。
尽我所知,除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式注明并表示感谢。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者(本人签名):
年月日
学位论文出版授权书
本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”),愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版,并同意编入CNKI《中国知识资源总库》,在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播,同意按“章程”规定享受相关权益。
论文密级:
□公开□保密(___年__月至__年__月)(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)
作者签名:
_______导师签名:
_______
_______年_____月_____日_______年_____月_____日
独创声明
本人郑重声明:
所呈交的毕业设计(论文),是本人在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议。
尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本设计(论文)不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
二〇一〇年九月二十日
毕业设计(论文)使用授权声明
本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定。
本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版,同意学校保存学位论文的印刷本和电子版,或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计(论文);同意学校在不以营利为目的的前提下,建立目录检索与阅览服务系统,公布设计(论文)的部分或全部内容,允许他人依法合理使用。
(保密论文在解密后遵守此规定)
作者签名:
二〇一〇年九月二十日
致谢
时间飞逝,大学的学习生活很快就要过去,在这四年的学习生活中,收获了很多,而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。
首先非常感谢学校开设这个课题,为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验,奠定了基础。
本次毕业设计大概持续了半年,现在终于到结尾了。
本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。
经过这次毕业设计,我的能力有了很大的提高,比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。
这期间凝聚了很多人的心血,在此我表示由衷的感谢。
没有他们的帮助,我将无法顺利完成这次设计。
首先,我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导,在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导,为我理清了设计思路和操作方法,并对我所做的课题提出了有效的改进方案。
郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。
从他身上,我学到了许多能受益终生的东西。
再次对周巍老师表示衷心的感谢。
其次,我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求,感谢他们对我学习上和生活上的帮助,使我了解了许多专业知识和为人的道理,能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。
另外,我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持,与他们一起学习、生活,让我在大学期间生活的很充实,给我留下了很多难忘的回忆。
最后,我要感谢我的父母对我的关系和理解,如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持,我将无法顺利完成今天的学业。
四年的大学生活就快走入尾声,我们的校园生活就要划上句号,心中是无尽的难舍与眷恋。
从这里走出,对我的人生来说,将是踏上一个新的征程,要把所学的知识应用到实际工作中去。
回首四年,取得了些许成绩,生活中有快乐也有艰辛。
感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲,对我成长的关心和爱护。
学友情深,情同兄妹。
四年的风风雨雨,我们一同走过,充满着关爱,给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。
在我的十几年求学历程里,离不开父母的鼓励和支持,是他们辛勤的劳作,无私的付出,为我创造良好的学习条件,我才能顺利完成完成学业,感激他们一直以来对我的抚养与培育。
最后,我要特别感谢我的导师赵达睿老师、和研究生助教熊伟丽老师。
是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励,给了我很多解决问题的思路,在此表示衷心的感激。
老师们认真负责的工作态度,严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。
他无论在理论上还是在实践中,都给与我很大的帮助,使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助,感谢他耐心的辅导。
在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助,帮助解决了不少的难点,使得论文能够及时完成,这里一并表示真诚的感谢。
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