中北大學(xué) 于 浩

基于MATLAB的數(shù)字圖像處理方法與實(shí)現(xiàn)研究

中北大學(xué) 于 浩

數(shù)據(jù)圖像的處理技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用于了各個(gè)行業(yè)之中，而且目前我國(guó)主要使用的是計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)圖像處理，是在MATLAB的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。由于數(shù)據(jù)圖像處理的信息數(shù)據(jù)很多，信息量比較大，因此在處理的過程中，會(huì)存在一定的瑕疵和弊端。而借助于MATLAB軟件，可以加快數(shù)據(jù)圖像的處理效率，讓圖像處理變得更加的簡(jiǎn)單和直接。因此，文章內(nèi)容對(duì)MATLAB軟件的特點(diǎn)和功能進(jìn)行闡述，然后對(duì)使用MATLAB軟件的計(jì)算機(jī)圖像處理方法和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的分析和總結(jié)。

MATLAB軟件；功能；特點(diǎn)；處理方法；概述

引言

數(shù)字圖像處理，在我國(guó)很多行業(yè)都得到了使用，攝影行業(yè)，影視行業(yè)，廣告行業(yè)、設(shè)計(jì)行業(yè)等等，需要大量使用數(shù)據(jù)圖像的行業(yè)，都在使用計(jì)算處理數(shù)字圖像，而經(jīng)過不斷的發(fā)展，利用MATLAB軟件，作為新的圖像處理軟件，可以實(shí)現(xiàn)處理數(shù)字圖像簡(jiǎn)單直接的效果，而且能夠保證處理的效果更好。因此，文章內(nèi)容在簡(jiǎn)單的介紹了MATLAB軟件的特點(diǎn)和功能以后，針對(duì)MATLAB對(duì)數(shù)字圖像的處理方法以及實(shí)現(xiàn)的研究進(jìn)行分析，尤其是對(duì)圖像變換和增強(qiáng)的處理方法的介紹。

一、MATLAB軟件的特點(diǎn)和功能

MATLAB軟件是目前我國(guó)計(jì)算機(jī)處理圖像的主要手段和方法。其中，MATLAB軟件的特點(diǎn)就是簡(jiǎn)單、易操作。其功能是比較強(qiáng)大的，然后設(shè)計(jì)的使用界面十分的干凈整潔和友好。最重要的是編程效率高，而且具有一定的開放性，這樣可以讓MATLAB軟件處理更多類型的圖像。因此，在MATLAB軟件中的工具箱內(nèi)的工具都是比較有特點(diǎn)的。了解了MATLAB軟件的特點(diǎn)以后，就需要了解其功能。使用MATLAB軟件，發(fā)現(xiàn)其具有數(shù)值計(jì)算的功能，其次則是具有符號(hào)計(jì)算功能，在其次是具有數(shù)據(jù)分析功能，然后則是具有動(dòng)態(tài)方針的功能，最后則是圖文統(tǒng)一處理的功能。

二、基于MATLAB的數(shù)字圖像處理方法與實(shí)現(xiàn)的研究

（一）常用圖像操作處理方法

在數(shù)據(jù)圖像處理的過程中，利用MATLAB軟件可以實(shí)現(xiàn)圖像類型的轉(zhuǎn)換，以及圖像的文件的讀寫和顯示這些操作功能。而在處理的過程中，首先是利用MATLAB軟件，可以實(shí)現(xiàn)不同類型的圖像的轉(zhuǎn)換。這是因?yàn)槟承┸浖患嫒?，和限制圖像的類型。因此，可以借助于MATLAB軟件，實(shí)現(xiàn)類型的轉(zhuǎn)化，這樣可以調(diào)整和操作處理圖像。目前利用MATLAB軟件可以處理的圖像的類型主要包括BMP，HDF，JPEG，PCX，TIFF和XWD等。同時(shí)還要將圖像的進(jìn)行索引色圖像濾波，如果不提前將圖片的類型進(jìn)行轉(zhuǎn)化，則不能進(jìn)行濾波，這是因?yàn)榫退悴捎脼V波，也不會(huì)呈現(xiàn)出想要的效果。其次，則是利用MATLAB軟件，為整個(gè)圖像的處理提供了函數(shù)關(guān)系，利用函數(shù)來完成的處理圖像的作用。比如，使用imread()和imwrite()，前者是讀入圖像文件，后者是輸出圖像文件，在這其中使用imfinfo()，則是讀取圖像的詳細(xì)信息。因此，利用MATLAB軟件可以快速的處理圖像。

（二）圖像變換處理方法

在數(shù)字圖像處理方法之中，利用MATLAB軟件，可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、輕松的實(shí)現(xiàn)圖像變換的要求。在圖像變換處理之中，利用了四種方法進(jìn)行處理。第一種是傅立葉變換處理方式，這種處理方式對(duì)于圖像的增強(qiáng)，處理和壓縮都起到了重要的作用。這是因?yàn)椴捎眠@種處理方式，在整個(gè)過程中，傅立葉變換是有一個(gè)離散值，便于計(jì)算機(jī)的操作。然后可以提高變化的速度。并且在MATLAB軟件基礎(chǔ)上，使用的函數(shù)為fft2()和ifft2()函數(shù)關(guān)系，用于圖像的變換和逆變換。第二，則是使用離散余弦的變換方式，該種變換方式，主要是用于壓縮圖片，把日常中的圖片JPEG圖像進(jìn)行壓縮，然后劃分成8X8或者16 X 16的格式，對(duì)每一塊的圖像分別進(jìn)行壓縮，實(shí)現(xiàn)DOT變換。在該變換貴哦城中，使用的函數(shù)關(guān)系為dct2()和 idct2()。第三，則是使用的是radon變換，該種圖像變換的方式，可以制定投影方向，然后根據(jù)投影數(shù)據(jù)，重新建立原來的圖像內(nèi)容。因此，radon變換是MATLAB軟件中的一個(gè)比較特別的圖像處理的工具。其使用的函數(shù)為radon()，而且借助于該函數(shù)關(guān)系，還可以實(shí)現(xiàn)radon逆轉(zhuǎn)換，所以，radon()是二次函數(shù)紐f (x, y)在某一方向上的線積分，因此可以實(shí)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)換的功能，而且圖片處理轉(zhuǎn)換的效果很好。第四，則是離散小波變換的圖像轉(zhuǎn)換方式內(nèi)容。這種圖像處理的方式，是對(duì)離散小波的變換尺度以及位移的數(shù)據(jù)進(jìn)行2的冪次的離散而得到的數(shù)值，這是一個(gè)二進(jìn)制的小波變換，對(duì)圖像的處理方式。而該種圖像處理方式的函數(shù)為ldwt()和idwt ()，其中在處理圖像的時(shí)候，可以使用濾波器組，也可以使用濾波器，并且根據(jù)圖像情況的不同，選擇高通濾波器還是低通濾波器。

（三）圖像增強(qiáng)處理方法

圖像的增強(qiáng)方法，是圖像處理中常使用的一個(gè)處理方法，主要是通過一系列的技術(shù)，改變圖像的視覺效果，更適應(yīng)人的眼睛，讓整個(gè)圖像展現(xiàn)出自然的形態(tài)，更適合人眼和及其的分辨識(shí)別的形態(tài)。目前圖像增強(qiáng)處理主要有三種方式，第一種是灰度直方圖的均衡化，該種處理方式，主要是將原圖中的灰度的集中區(qū)域拉開，或者是通過技術(shù)，把其中的灰度均勻開來，形成強(qiáng)烈的視覺差對(duì)比，讓圖像更加的明顯。該方法利用的函數(shù)關(guān)系為histeq()。第二種，則是灰度變換法，主要是針對(duì)圖像偏亮或者是偏暗，即低對(duì)比度成像效果，利用該種方式，把灰度進(jìn)行變換，并且擴(kuò)大灰度的范圍。目前使用該種方式的函數(shù)關(guān)系為imadjust()。第三，則是平滑與銳化濾波，也是圖像增強(qiáng)的一個(gè)處理方法。主要采用的是平滑圖像中的噪聲技術(shù)處理手段，然后再圖像的空間域上求平均值，而利用銳化濾波的方式，則可以平滑噪點(diǎn)，使得整個(gè)圖像變得更加清晰。該增強(qiáng)方式的函數(shù)為f i lter()或conv2()。

三、結(jié)束語

我國(guó)數(shù)字圖像處理，目前主要使用的是MATLAB軟件，這是因?yàn)樵撥浖哂胁僮骱?jiǎn)單，功能性強(qiáng)的特點(diǎn)，提高的變成的效率，因此在數(shù)字圖像處理中，MATLAB軟件軟件是一個(gè)高效率使用的軟件。尤其是在圖像變換，以及圖像增強(qiáng)的處理方法上，使用MATLAB軟件軟件的處理效果更好，同時(shí)對(duì)常規(guī)圖像的處理操作的方法，也是比較的簡(jiǎn)單和容易。因此計(jì)算機(jī)處理數(shù)字圖像的時(shí)候，使用MATLAB軟件軟件，可以加強(qiáng)對(duì)圖像處理的效果和效率，提高數(shù)據(jù)圖像的清晰度和辨識(shí)度。

[1]吳東超,崔斌.基于MATLAB的數(shù)字圖像處理方法與實(shí)現(xiàn)[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2011(06):166-168.

[2]丁潔,姜慶偉.基于MATLAB的數(shù)字圖像增強(qiáng)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].科技信息,2010(06):166-168.

[3]郭平,趙剛,張晶.基于MATLAB數(shù)字圖像處理的方法應(yīng)用教學(xué)[J].山東工業(yè)技術(shù),2015(03):144-148.

[4]孫曉昕.基于FPGA的數(shù)字圖像壓縮去噪方法研究及MATLAB實(shí)現(xiàn)[J].黑龍江大學(xué),2015(07):156-158.

[5]關(guān)雪梅.MATLAB處理數(shù)字圖像的方法研究[J].硅谷,2010(06): 133-136.

[6]王斌.MATLAB實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖像增強(qiáng)處理[J].佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010(08):123-125.