matlab与数字图像处理.ppt
计算机科学系黄 剑数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑Matlab with DIP 教学2数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑The MATLAB Image Processing ToolboxThe Image Processing Toolbox is a collection of MATLAB functions(called M-functions or M-files)that extend the capability of the MATLAB environment for the solution of digital image processing problems.3数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑The MATLAB Image Processing Toolbox(cont.)Including:Including:-Spatial image transformations -Spatial image transformations -Morphological operations -Morphological operations -Neighborhood and block operations -Neighborhood and block operations -Linear filtering and filter design -Linear filtering and filter design -Transforms -Transforms -Image analysis and enhancement -Image analysis and enhancement -Image registration -Image registration -DeblurringDeblurring -Region of interest operations -Region of interest operations4数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑How do I know M-function?Find it in Matlab Help.-by category.-by alphabetical order.Find it on the textbook.5数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑Matlab 内建图像内建图像C:MATLAB7toolboximagesimdemos皆为Matlab Help中范例的原始图像。使用时只需直接在指令中输入文件名，即可使用。适用于观察影像处理结果6数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑Different Image TypesIndexed imagesIntensity(grayscale)images Binary images RGB(true-color)images7数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑Reading an imageimread()功用:将图像加载并存成array格式备用用法:I,map=imread(filename);I=imread(filename);ex:I=imread(pout.tif);I为指向影像的变量 不指定变数，则为ans8数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑Displaying an imageimshow()功用功用:开启一个窗口显示影像开启一个窗口显示影像 用法用法:imshow(I)imshow(I,map)Figure,imshow()功用功用:开启一个新窗口显示影像开启一个新窗口显示影像 用法用法:figure,imshow(I)9数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑Displaying an image(cont.)imshow(I,low,high)imshow(I,)功用:displays I as a grayscale intensity image,specifying the data range for I.The minimum value in I is displayed as black,and the maximum value is displayed as white.10数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑Displaying an image(cont.)Spatial domain11数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑Displaying an image(cont.)pixval :功能:cursor on image to show pixel values 用法:imshow(I),pixval12数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑Displaying an image(cont.)colorbar功能功能:To display an image with a colorbar that indicates the range of intensity values.用法：用法：imshow(I),colorbarex:I=imread(pout.tif);imshow(I),colorbar13数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑Writing an imageimwrite()功能功能:将影像写入成档案将影像写入成档案用法：用法：imwrite(I,filename,format)ex:imwrite(I,pout.jpg,JPEG);14数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑Image informationImage size:size()ex:I=imread(saturn.png);size(I)M,N=size(I)M=影像影像I的高的高 N=影像影像I的宽的宽15数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑Image informationwhos功用:display information about an image.ex:whos IImfinfo(filename)功用:display information about image file.ex:info=imfinfo(saturn.png)16数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑Digital Image processing图像二值化图像二值化g=g=im2bwim2bw(I,T);(I,T);功用功用:Convert intensity image I to binary image g using:Convert intensity image I to binary image g using threshold T,where T must be in range 0,1.threshold T,where T must be in range 0,1.ex:ex:I=I=imread(pout.tifimread(pout.tif););g=im2bw(I,0.4);g=im2bw(I,0.4);imshow(gimshow(g),),colorbarcolorbar17数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑Digital Image processing(cont.)彩色转灰阶彩色转灰阶Rgb2gray()功用功用:将将RBG彩色影像转换成彩色影像转换成gray-level影像。影像。ex:I=imread(saturn.png);g=rgb2gray(I);imshow(g),colorbar18数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑Digital Image processing(cont.)反相反相imcomplement()功用:The negative of an image.ex:J=imcomplement(g);imshow(J),19数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑Digital Image processing(cont.)变更影像大小变更影像大小 imresize(I,scale,method);功用:To change the size of an image.interpolation Method:-nearest:Nearest-neighbor interpolation -bilinear:Bilinear(the default)-bicubic:Bicubic interpolation20数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑Digital Image processing(cont.)ex:ex:I=I=imread(circuit.tifimread(circuit.tif););J=imresize(I,1.25);J=imresize(I,1.25);imshow(Iimshow(I)figure,figure,imshow(Jimshow(J)ex:ex:I=I=imread(circuit.tifimread(circuit.tif););J=imresize(I,100 150,J=imresize(I,100 150,bilinearbilinear););imshow(Iimshow(I)figure,figure,imshow(Jimshow(J)21数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑Digital Image processing(cont.)旋转影像旋转影像imrotate(I,angle);功用:To rotate an image.ex:I=imread(pout.tif);J=imrotate(I,35);imshow(J)22数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑More ExampleUsing affine transformation 1.Rotation 45 degree I=I=imread(imread(cameraman.tif););T=maketform(affine,cosd(45)-sind(45)0;sind(45)T=maketform(affine,cosd(45)-sind(45)0;sind(45)cosd(45)0;0 0 1);cosd(45)0;0 0 1);tformfwd(10 20,T);tformfwd(10 20,T);I2=I2=imtransform(I,Timtransform(I,T););imshow(I2)imshow(I2)23数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑More Example(cont.)2.TranslationI=imread(cameraman.tif);se=translate(strel(1),25 25);J=imdilate(I,se);imshow(I),title(Original)figure,imshow(J),title(Translated);24数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑More Example(cont.)3.shearI=imread(cameraman.tif);T=maketform(affine,1 0 0;1 2 0;0 0 1);tformfwd(10 20,T);I2=imtransform(I,T);imshow(I2)25数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑More Example(cont.)Edge detectors1.Sobel edge detectorCode:/Both horizontal and verticalI=imread(cameraman.tif);BW2=edge(I,sobel,0.02,both);figure,imshow(BW2)26数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑More Example(cont.)2.the Canny method low threshold:low threshold:0.040.04,high threshold:,high threshold:0.100.10,sigma is ,sigma is 1 1 Code:I=imread(cameraman.tif);BW4=edge(I,canny,0.04 0.10,1);figure,imshow(BW4)27数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑More Example(cont.)Canny 以以 C语言来实作会困难很多语言来实作会困难很多!28数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑More Example(cont.)Filter(mean filter)Code:I=imread(coins.png);h=ones(5,5)/25;I2=imfilter(I,h);imshow(I),title(Original Image);figure,imshow(I2),title(Filtered Image)29数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑More Example(cont.)Filter(unsharp masking filter)Code:I=imread(cameraman.tif);h=fspecial(unsharp);I2=imfilter(I,h);imshow(I),title(Original Image)figure,imshow(I2),title(Filtered Image)30数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑M-function 不够用怎么办不够用怎么办?自己写。自己写。在网络上寻找高手的在网络上寻找高手的package。当找到新的当找到新的M-files时，需帮它设定路径，时，需帮它设定路径，才可以像一般内建才可以像一般内建function直接使用。直接使用。31数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑Set path32数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑Set path(cont.)33数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑MATLAB CompilerMATLAB Compiler 能让您将能让您将MATLAB 程程序转换为可单独执行的应用程序和软件组序转换为可单独执行的应用程序和软件组件，并分享给其它使用者。件，并分享给其它使用者。MATLAB Compiler 可免除您经由手动编写可免除您经由手动编写方式将方式将 MATLAB 程序代码转译为程序代码转译为 C 或或 C+的程序。的程序。要再安装要再安装MATLAB Component Run-time(MCR)组件等。组件等。34数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑MATLAB Compiler(cont.)C to Matlab设定了合适的编译器，设定了合适的编译器，matlab 会自动帮我会自动帮我们编译这个程序。们编译这个程序。Example:hello world指令：指令：-编译编译:mex filename ex:mex hello.c -执行执行:filename ex:hello35数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑MATLAB Compiler(cont.)hello.c hello.c#include#include#include#include mex.hmex.h void mexFunction(int nlhs,mxArray*void mexFunction(int nlhs,mxArray*plhsplhs,intint nrhsnrhs,const,const mxArraymxArray*prhsprhs)printf(Hello,world.);printf(Hello,world.);mex.h 定义了所有定义了所有 Matlab 和和 C 沟通所用到沟通所用到的的 subroutine。mexFunction 是程序的进入点，等价于是程序的进入点，等价于 ANSI C 的的 main。36数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑參考書籍參考書籍Digital Image Digital Image Processing Using Processing Using MATLAB MATLAB by by Rafael C.GonzalezRafael C.Gonzalez,Richard E.WoodsRichard E.Woods Steven Steven L.L.EddinsEddins37数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑3个个Projects电能表读数识别人脸检测印刷线路板缺陷检测38数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑电能表读数识别电能表读数识别对字轮进行精确定位与识别；对条码进行精确定位与识别39数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑Matlab Package模式识别包：模式识别包：PRToolsPRTools：http:/http:/www.prtools.orgwww.prtools.org/SPRToolSPRTool:http:/www4.utsouthwestern.edu/wardlab/index_files/SPRTohttp:/www4.utsouthwestern.edu/wardlab/index_files/SPRTool.htmol.htmOCR OCR MatlabMatlab例子：例子：http:/ http:/ http:/ detection library:http:/ CCDCCDCCDCCD类比类比EICEICEICEIC类比转数位类比转数位资料线路资料线路A/D数位化数位化(Gray level)图象处理卡图象处理卡图象处理卡图象处理卡数位转换数位转换二进位资二进位资料线路料线路二进位图象二进位图象(0(0 或或 1)1)43数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑(Pixels):铜箔铜箔基材基材CurrentScanline44数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑检测缺点方式检测缺点方式:设计规范设计规范 (DRC)检查检查标准母板标准母板 (REF)比较法比较法45数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑1 1.Golden Board:以量产板择一当作标准板以量产板择一当作标准板,记录板上所有记录板上所有 Feature位置位置,检测时与其它电路板比对检测时与其它电路板比对 藉以发现短断路之缺点藉以发现短断路之缺点.优点优点:Feature 位置与其它电路板几乎相同位置与其它电路板几乎相同,故假缺点较少故假缺点较少.缺点缺点:共同性缺点几乎无法测得共同性缺点几乎无法测得.于于DRC检查时检查时:(1)(1)如短路宽度如短路宽度 最小线宽最小线宽 则无缺点报告则无缺点报告,而于而于 母板生成该短路处将记录两母板生成该短路处将记录两“Junction”,且且 该短路将被视为正常该短路将被视为正常.短路短路母板母板(REF)生成方式与优缺点生成方式与优缺点46数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑于于DRC检查时检查时:如板上包含许多如板上包含许多SMD区域则所有区域则所有SMD Pad 将报将报 告为断路告为断路.(1)(1)如缺点数如缺点数 100 100则使用者可检视缺点后发现真则使用者可检视缺点后发现真 正断路缺点正断路缺点.(2)(2)如缺点数过多则使用者将因耗时而多放弃检视如缺点数过多则使用者将因耗时而多放弃检视 所有缺点所有缺点,此时真正断路缺点将被遗漏此时真正断路缺点将被遗漏.而于生而于生 成母板后该断路将被视为正常成母板后该断路将被视为正常.断路断路母板母板(REF)生成方式与优缺点生成方式与优缺点(续续)47数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑透过透过Skeleton演算方式决定所有演算方式决定所有Feature位置位置OpenJunctionOpen母板母板(REF)逻辑比较方式逻辑比较方式48数字图像处理，数字图像处理，20082008年年中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑中山大学信息科学与技术学院计算机系，黄剑
