2022年基于MATLAB的图像锐化算法研究与仿真.docx

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1、精品学习资源摘 要在猎取图像地过程中，由于多种因素地影响，导致图像质量会有所退化.图像增强地目地在于通过处理有挑选地突出便于人或机器分析某些感爱好地信息，抑制一些无用地信息，以提高图像地使用价值.图像锐化正是图像增强中空间域局部运算方法中地一种，其目地是增强和判定图像地边缘和轮廓信息.而图像锐化地具体方法就是通过微分而使图像边缘突出、清楚.图像锐化最常用地方法是梯度锐化法，但除梯度算法外，图像锐化地方法仍有Roberts、Prewitt 、Sobel 和 Laplacian 等多种算法，本文对这些方法进行了介绍、比较和分析.最终对 MATLAB做了介绍，并运用 MA TLAB语言对图像锐化地部

2、分算法进行了实现并记录结果.通过对各种算法仿真和比较，每种算法都有各自地优缺点 .在分析了本论文采纳地图像特点后，有针对性地对 Laplacian 算法进行了改进，即采纳高提升滤波来提高图像地亮度 .试验结果说明，此方法可行，达到了预期地锐化成效 .关键词：图像增强；边缘；MA TLAB ；图像锐化欢迎下载精品学习资源AbstractIn the process of image acquisiting, the image quality will be degraded due to a variety of factors. Image enhanceing is aimed at hi

3、ghlighting some interested information that is easy to analyze for people and machine and inhibiting some useless information to enhance the image value. Image sharpening is a partion operation method of image enhancing in spatial domain, and its purpose is to enhance and judge the edge of the image

4、 and profile information and the specific method of the image sharpening uses differential to make the edge so prominentandclear. The most commonly used method of image sharpening is gradient sharpening. But apart from the gradient algorithm, image sharpening methods also have Roberts, Prewitt, Sobe

5、l, Laplacian and etc. These methods were introduced, compared and analyzed. Finally, MATLAB is introduced. And a part of the image sharpening algorithmisachievdandtheresultsaferecorded. Through the simulation and comparison of the various algorithms, each algorithm has its own advantages and disadva

6、ntages. Afterthe features of the image using in this paper are analyzed, it improves the Laplacian algorithmcontrapositively,namely using high-elevatingfilteringto improvethe brightness of the image. Experimental results show that the method is feasible and achieves the desired sharpening effect.Key

7、 words: Image enhancing ； Edge；MA TLAB ； Image Sharpening毕业论文（设计）原创性声明欢迎下载精品学习资源本人所呈交地毕业论文（设计）是我在导师地指导下进行地争论工作及取得地争论成果 .据我所知，除文中已经注明引用地内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过地争论成果.对本论文（设计）地争论做出重要奉献地个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意.作者签名：日期：毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全明白 * 学院有关保留、使用毕业论文（设计）地规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）地电子版和纸质

8、版. 有权将论文（设计）用于非赢利目地地少量复制并答应论文（设计）进入学校图书馆被查阅. 学校可以公布论文（设计）地全部或部分内容 . 保密地论文（设计）在解密后适用本规定.作者签名：指导老师签名：日期：日期：欢迎下载精品学习资源注 意 事 项1. 设计（论文）地内容包括：1） 封面（按教务处制定地标准封面格式制作）2） 原创性声明3） 中文摘要（ 300 字左右）、关键词4） 外文摘要、关键词5） 目次页（附件不统一编入）6） 论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7） 参考文献8） 致谢9） 附录（对论文支持必要时）2. 论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1 万字（不包括图纸

9、、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2 万字 .3. 附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）.4. 文字、图表要求：1） 文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2） 工程设计类题目地图纸，要求部分用尺规绘制，部分用运算机绘制，全部图纸应符合国家技术标准规范 .图表干净，布局合理，文字注释必需使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用 A4 单面打印，论文 50 页以上地双面打印4） 图表应绘制于无格子地页面上5） 软件工程类课题应有程序清单，并供应电子文档5. 装订次序1） 设计（论文）2） 附件：依据任务书、开题报告、外

10、文译文、译文原文（复印件）次序装订3） 其它欢迎下载精品学习资源目 录欢迎下载精品学习资源1 引 言11.1 图像及其特点11.2 图像地文件格式11.3 数字图像处理41.3.1 数字图像处理概述41.3.2 数字图像处理进展简况51.3.3 数字图像处理主要争论内容61.3.4 数字图像处理地基本特点61.3.5 数字图像处理地优点71.3.6 数字图像处理地应用81.4 图像锐化地争论背景91.5 争论图像锐化地目地和留意事项91.6 本文内容地支配92 图像锐化102.1 微分法102.1.1 梯度法（ Gradieut ）102.1.2 Sobel 算法122.1.3 LOG 算子1

11、32.2 拉普拉斯算子132.3 高通滤波法142.3.1 空间域高通滤波142.3.2 频率域高通滤波152.3.3 统计差值法 用于勾边处理 162.4 MATLAB中如何实现图像锐化162.5 总结173 锐化地边缘检测法与锐化算子183.1 边缘检测法183.1.1 梯度算子183.1.2 梯度算子在MATLAB中地实现193.2 拉普拉斯算子203.3 边缘连接方法203.4 边缘检测地MATLAB实现方法213.5 MATLAB地实现程序如下213.6 结论224 MATLAB简介及 GUI 设计224.1 MATLAB简介224.2 图形用户界面 GUI234.3 GUI 设计原

12、理及简介234.4 设计方法244.4.1 图形用户界面设计工具244.4.2 菜单设计244.4.3 对话框设计254.4.4 句柄图形254.4.5 图形对象句柄命令254.5 总结265 结论与展望265.1 结论265.2 展望26致 谢27参考文献28欢迎下载精品学习资源1 引 言据争论，在人类所接受到地全部信息中，约有75%80%是通过视觉系统得到地，和语言或文字信息相比，图像包含地信息量更大、更直观、更准确，因而具有更高地使用效率和更广泛地适应性.当图像以数字形式进行处理和传输时，由于具有质量好、成本低和易于实现等优点，这种储备和传输格式已经成为该领域当前和将来地主要进展趋势.1

13、.1 图像及其特点客观世界在空间上是三维3-D 地，但一般从客观景物得到地图像是二维2-D 地.一幅图像可以定欢迎下载精品学习资源义为一个二维函数f x, y ，这里 x 和 y 表示 2-D 空间中一个坐标点位置置，而幅值f 就代表图像在坐欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源标 x, y 上地某种性质地数值 .例如常用地图像一般是灰度图，这时f 表示灰度值，它常对应客观景物欢迎下载精品学习资源被观看到地亮度 1.数字图像常用矩阵来描述.一幅 M N 个像素地数字图像，其像素灰度值可以用M 行、 N 列地矩阵G 表示：g11Gg12g 21g 22g1Ng 2 Ng M 1 g M 2g

14、MN在储备图像时，一幅M 行、 N 列地数字图像 MN 个像素 ，可以用一个 M N 地二维数组T 来表示.图像地各个像素灰度值可按肯定地次序存放在数组T 中.习惯上把数字图像左上角地像素定义为第1,1，右下角地像素定义为第M,N 个像素 .数字图像处理，就是把数字图像经过一些特定数理模式地加工处理，以达到有利于人眼视觉或某种接收系统所需要地图像地过程.如对被噪声污染地图像除去噪声，对信息柔弱地图像进行增强，对失真地图像进行几何校正等.随着运算机软硬件技术地突飞猛进，以及数字处理技术地不断进展，数字图像处理在科学争论、工业生产、国防以及现代治理决策等各行各业都得到越来越多地应用.1.2 图像地

15、文件格式(1) BMP 图像文件格式BMP 是一种与硬件设备无关地图像文件格式，使用特别广.它采纳位映射储备格式，除了图像深度可选以外，不采纳其他任何压缩，因此，BblP 文件所占用地空间很大.BMP文件地图像深度可选lbit 、4bit 、8bit 及 24bit.BMP 文件储备数据时，图像地扫描方式是按从左到右、从下到上地次序.由于 BMP 文件格式是Windows 环境中交换与图有关地数据地一种标准，因此在Windows 环境中运行地图形图像软件都支持BMP 图像格式 .典型地 BMP 图像文件由三部分组成：位图文件头数据结构，它包含BMP 图像文件地类型、显示内容等信息；位图信息数据

16、结构，它包含有BMP 图像地宽、高、压缩方法，以及定义颜色等信息.BMP 是 Windows 位图 Windows 位图可以用任何颜色深度从黑白到 24 位颜色 储备单个光栅图欢迎下载精品学习资源像.Windows 位图文件格式与其他Microsoft Windows程序兼容 .它不支持文件压缩，也不适用于Web 页从总体上看，Windows位图文件格式地缺点超过了它地优点. 为了保证照片图像地质量，请使用PNG 、JPEG、TIFF 文件 .BMP 文件适用于 Windows 中地墙纸 .优点： BMP 支持 1 位到 24 位颜色深度 .BMP 格式与现有 Windows 程序（特殊是较旧

17、地程序）广泛兼容.缺点： BMP 不支持压缩，这会造成文件特别大. BMP 文件不受 Web 浏览器支持 .(2) PCX 图像文件格式PCX 这种图像文件地势成是有一个进展过程地.最先地 PCX 雏形是显现在ZSOFT 公司推出地名叫PC PAINBRUSH地用于绘画地商业软件包中.以后，微软公司将其移植到Windows 环境中，成为Windows 系统中一个子功能.先在微软地 Windows3 1 中广泛应用，随着Windows 地流行、升级，加之其强大地图像处理才能，使PCX 同 GIF 、TIFF 、BMP 图像文件格式一起，被越来越多地图形图像软件工具所支持，也越来越得到人们地重视.

18、PCX 是最早支持彩色图像地一种文件格式，现在最高可以支持256 种彩色，如图4-25 所示，显示256 色地彩色图像 .PCX 设计者很有眼光地超前引入了彩色图像文件格式，使之成为现在特别流行地图像文件格式 .PCX 图像文件由文件头和实际图像数据构成.文件头由 128 字节组成，描述版本信息和图像显示设 备地横向、纵向辨论率，以及调色板等信息：在实际图像数据中，表示图像数据类型和彩色类型.PCX 图像文件中地数据都是用PCXREL 技术压缩后地图像数据 .PCX 是 PC 机画笔地图像文件格式.PCX 地图像深度可选为l 、4、 8bit. 由于这种文件格式显现较早，它不支持真彩色 .PC

19、X 文件采纳 RLE 行程编码，文件体中存放地是压缩后地图像数据.因此，将采集到地图像数据写成PCX 文件格式时，要对其进行RLE 编码：而读取一个PCX 文件时第一要对其进行 RLE 解码，才能进一步显示和处理.(3) TIFF 图像文件格式TIFF TaglmageFileFormat 图像文件是由 Aldus 和 Microsoft 公司为桌上出版系统研制开发地一种较为通用地图像文件格式.TIFF 格式敏捷易变，它又定义了四类不同地格式：TIFF-B 适用于二值图像： TIFF-G 适用于黑白灰度图像；TIFF-P 适用于带调色板地彩色图像：TIFF-R 适用于 RGB 真彩图像 .TI

20、FF 支持多种编码方法，其中包括RGB 无压缩、 RLE 压缩及 JPEG 压缩等 .TIFF 是现存图像文件格式中最复杂地一种，它具有扩展性、便利性、可改性，可以供应应IBMPC 等环境中运行、图像编辑程序 .TIFF 图像文件由三个数据结构组成，分别为文件头、一个或多个称为 IFD 地包含标记指针地目录以及数据本身 .TIFF 图像文件中地第一个数据结构称为图像文件头或 IFH. 这个结构是一个 TIFF 文件中唯独地、有固定位置地部分； IFD 图像文件目录是一个字节长度可变地信息块， Tag 标记是 TIFF 文件地核心部分，在图像文件目录中定义了要用地全部图像参数，目录中地每一目录条

21、目就包含图像地一个参数.(4) GIF 文件格式GIFGraphics Interchange Format 地原义是 图像互换格式 ，是 CompuServe 公司在 1987 年开发地图像文件格式 .GIF 文件地数据，是一种基于 LZW 算法地连续色调地无损压缩格式 .其压缩率一般在欢迎下载精品学习资源50左右，它不属于任何应用程序.目前几乎全部相关软件都支持它，公共领域有大量地软件在使用GIF 图像文件 .GIF 图像文件地数据是经过压缩地，而且是采纳了可变长度等压缩算法.所以 GIF 地图像深度从lbit 到 8bit ，也即 GIF 最多支持 256 种颜色地图像 .GIF 格式地

22、另一个特点是其在一个GIF 文件中可以存多幅彩色图像，假如把存于一个文件中地多幅图像数据逐幅读出并显示到屏幕上，就可构成一种最简单地动画 .GIF 解码较快，由于采纳隔行存放地GIF 图像，在边解码边显示地时候可分成四遍扫描.第一遍扫描虽然只显示了整个图像地八分之一，其次遍地扫描后也只显示了1/4，已经把整幅图像地概貌显示 出来了 .在显示 GIF 图像时，隔行存放地图像会给您感觉到它地显示速度好像要比其他图像快一些，这是隔行存放地优点.(5) JPEG 文件格式JPEG 是 joint Photographic Experts Group 联合图像专家组 地缩写，文件后辍名为 jpg 或 j

23、peg ，是最常用地图像文件格式，由一个软件开发联合会组织制定，是一种有损压缩格式，能够将图像压缩在很小地储存空间，图像中重复或不重要地资料会被丢失，因此简洁造成图像数据地损耗.尤其是使用过高地压缩比例，将使最终解压缩后复原地图像质量明显降低，假如追求高品质图像，不宜 采纳过高压缩比例.但是 JPEG 压缩技术特别先进，它用有损压缩方式去除冗余地图像数据，在获得极高地压缩率地同时能呈现特别丰富生动地图像，换句话说，就是可以用最少地磁盘空间得到较好地图 像品质 .而且 JPEG 是一种很敏捷地格式，具有调剂图像质量地功能，答应用不同地压缩比例对文件进行压缩，支持多种压缩级别，压缩比率通常在10：

24、1 到 40： 1 之间，压缩比越大，品质就越低；相反地，压缩比越小，品质就越好.比如可以把 1 37Mb 地 BMP 位图文件压缩至 20 3KB. 当然也可以在图像质量和文件尺寸之间找到平稳点.JPEG 格式压缩地主要是高频信息，对颜色地信息保留较好，适合应用于互联网，可削减图像地传输时间，可以支持24bit 真彩色，也普遍应用于需要连续色调地图像.JPEG 格式是目前网络上最流行地图像格式，是可以把文件压缩到最小地格式，在Photoshop 软件中以 JPEG 格式储存时，供应11 级压缩级别，以 0 10 级表示 .其中 0 级压缩比最高，图像品质最差. 即使采纳细节几乎无损地10 级

25、质量储存时，压缩比也可达5： 1.以 BMP 格式储存时得到 4 28MB 图像文件，在采纳 JPG 格式储存时，其文件仅为178KB ，压缩比达到 24：1.经过多次比较，采纳第8 级压缩为储备空间与图像质量兼得地正确比例.JPEG 格式地应用特别广泛，特殊是在网络和光盘读物上，都能找到它地身影.目前各类浏览器均支持 JPEG 这种图像格式，由于JPEG 格式地文件尺寸较小，下载速度快.JPEG2000 作为 JPEG 地升级版，其压缩率比JPEG 高约 30左右，同时支持有损和无损压缩.JPEG2000 格式有一个极其重要地特点在于它能实现渐进传输，即先传输图像地轮廓，然后逐步传输数据，不

26、断提高图像质量，让图像由模糊到清楚显示.此外， JPEG2000 仍支持所谓地 感爱好区域 特性，可以任意指定影像上感爱好区域地压缩质量，仍可以挑选指定地部分先解压缩.JPEG2000 和 JPEG 相比优势明显，且向下兼容，因此可取代传统地JPEG 格式.JPEG2000 即可应用于传统地 JPEG 市场，如扫描仪、数码相机等，又可应用于新兴领域，如网路传输、无线通讯等等.(6) TGA 格式欢迎下载精品学习资源TGA 格式 Tagged Graphics是由美国 Truevision 公司为其显示卡开发地一种图像文件格式，文件后缀为 tga，已被国际上地图形、图像工业所接受.TGA 地结构

27、比较简洁，属于一种图形、图像数据地通用格式，在多媒体领域有很大影响，是运算机生成图像向电视转换地一种首选格式.TGA图像格式最大地特点是可以做出不规章外形地图形、图像文件，一般图形、图像文件都为四方形，如需要有圆形、菱形甚至是缕空地图像文件时，TGA 可就派上用场了.TGA格式支持压缩， 使用不失真地压缩算法.(7) EXIF 格式EXIF地格式是 1994 年富士公司提倡地数码相机图像文件格式，其实与JPEG 格式相同，区分是除储存图像数据外，仍能够储备摄影日期、使用光圈、快门、闪光灯数据等曝光资料和附带信息以及小尺寸图像 .(8) FPX 图像文件格式FPX 图像文件格式 扩展名为 fpx

28、 是由柯达、微软、HP 及 Live PictureInc 联合研制，并于1996 年6 月正式发表， FPX 是一个拥有多重辨论率地影像格式，即影像被储存成一系列高低不同地辨论率，这种格式地好处是当影像被放大时仍可维护影像地质素，另外，当修饰FPX 影像时，只会处理被修饰地部分，不会把整幅影像一并处理，从而减小处理器及记忆体地负担，使影像处理时间削减.(9) PNG 图像文件格式PNGPortable NetworkGraphics 地原名称为 可移植性网络图像 ，是网上接受地最新图像文件格式.PNG 能够供应长度比GIF 小 30地无损压缩图像文件.它同时供应 24 位和 48 位真彩色图

29、像支持以及其他诸多技术性支持.由于 PNG 特别新，所以目前并不是全部地程序都可以用它来储备图像文件，但 Photoshop 可以处理 PNG 图像文件，也可以用PNG 图像文件格式储备 .仍有如 SVG、PSD、CDR 、PCD、DXF 、 UFO 、EPS 等一些不常见地图像文件格式在这就不做一一介绍了 .1.3 数字图像处理1.3.1 数字图像处理概述数字图像处理 digital image processing 是用运算机对图像信息进行处理地一门技术，使利用运算机对图像进行各种处理地技术和方法.20 世纪 20 岁月，图像处理首次得到应用.20 世纪 60 岁月中期，随电子运算机地进展

30、得到普遍应用.60 岁月末，图像处理技术不断完善，逐步成为一个新兴地学科.利用数字图像处理主要是为了修改图形，改善图像质量，或是从图像中提起有效信息，仍有利用数字图像处理可以对图像进行体积压缩，便于传输和储存 .数字图像处理主要争论以下内容：傅立叶变换、小波变换等各种图像变换；对图像进行编码和压缩；采纳各种方法对图像进行复原和增强；对图像进行分割、描述和识别等.随着技术地进展，数字图像处理主要应用于通讯技术、宇宙探究遥感技术和生物工程等领域.数字图像处理因易于实现非线性处理，处理程序和处理参数可变，故是一项通用性强，精度高，处理方法敏捷，信息储存、传送牢靠地图像处理技术.主要用于图像变换、量测

31、、模式识别、模拟以及图像产生 .广泛应用在遥感、宇宙观测、影像医学、通信、刑侦及多种工业领域.欢迎下载精品学习资源遥感影像数字图像处理地内容主要有： 图像复原 .即校正在成像、记录、传输或回放过程中引入地数据错误、噪声与畸变.包括辐射校正、几何校正等； 数据压缩 .以改进传输、储备和处理数据效率； 影像增强 .突出数据地某些特点，以提高影像目视质量.包括彩色增强、反差增强、边缘增强、密度分割、比值运算、去模糊等； 信息提取 .从经过增强处理地影像中提取有用地遥感信息.包括采纳各种统计分析、集群分析、频谱分析等自动识别与分类.通常利用专用数字图像处理系统来实现，且依据目地不同采纳不同算法和技术

32、.1.3.2 数字图像处理进展简况数字图像处理 DigitalImage Processing又称为运算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用运算机对其进行处理地过程.数字图像处理最早显现于20 世纪 50 岁月，当时地电子运算机已经进展到肯定水平，人们开头利用运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 岁月初期 .早期地图像处理地目地是改善图像地质量，它以人为对象，以改善人地视觉成效为目地.图像处理中，输入地是质量低地图像，输出地是改善质量后地图像，常用地图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等.首次获得实际胜利应用地是美国喷气推动试验室JPL

33、.他们对航天探测器徘徊者7 号在 1964 年发回地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地影响，由运算机胜利地绘制出月球表面地图，获得了庞大地胜利.随后又对探测飞船发回地近十万张照片进行更为复杂地图像处理，以致获得了月球地地势图、彩色图及全景镶嵌图，获得了特殊地成果，为人类登月创举奠定了坚实地基础，也推动了数字图像处理这门学科地产生.在以后地宇航空间技术，如对火星、土星等星球地探测争论中，数字图像处理技术都发挥了庞大地作用 .数字图像处理取得地另一个庞大成就是在医学上获得地成果.1972 年英国EMI公司工程师Housfie

34、ld创造了用于头颅诊断地X 射线运算机断层摄影装置，也就是我们通常所说地CTComputer Tomograph.CT 地基本方法是依据人地头部截面地投影，经运算机处理来重建截面图像，称为图像重建.1975 年 EMI公司又胜利研制出全身用地CT 装置，获得了人体各个部位鲜明清楚地断层图像.1979年，这项无损耗诊断技术获得了诺贝尔奖，说明它对人类作出了划时代地奉献.与此同时，图像处理技术在很多应用领域受到广泛重视并取得了重大地开拓性成就，属于这些领域地有航空航天、生物医学工程、工业检测、机器人视觉、公安司法、军事制导、文化艺术等，使图像处理成为一门引人注目、前景远大地新型学科.随着图像处理技

35、术地深化进展，从70 岁月中期开头，随着运算机技术和人工智能、思维科学争论地快速进展，数字图像处理向更高、更深层次进展.人们已开头争论如何用运算机系统说明图像，实现类似人类视觉系统懂得外部世界，这被称为图像懂得或运算机视觉 .很多国家，特殊是发达国家投入更多地人力、物力到这项争论，取得了不少重要地争论成果 .其中代表性地成果是70 岁月末 MIT 地 Marr 提出地视觉运算理论，这个理论成为运算机视觉领域其后十多年地主导思想.图像懂得虽然在理论方法争论上已取得不小地进展，但它本身是一个比较难地欢迎下载精品学习资源争论领域，存在不少困难，因人类本身对自己地视觉过程仍明白甚少，因此运算机视觉是一

36、个有待人们进一步探究地新领域.1.3.3 数字图像处理主要争论内容数字图像处理主要争论内容有以下几个方面：1) 图像变换由于图像阵列很大，直接在空间域中进行处理，涉及运算量很大.因此，往往采纳各种图像变换地方法，如傅立叶变换、沃尔什变换、离散余弦变换等间接处理技术，将空间域地处理转换为变换域处理，不仅可削减运算量，而且可获得更有效地处理如傅立叶变换可在频域中进行数字滤波处理 .目前新兴争论地小波变换在时域和频域中都具有良好地局部化特性，它在图像处理中也有着广泛而有效地应用.2) 图像编码压缩图像编码压缩技术可削减描述图像地数据量即比特数 ，以便节约图像传输、处理时间和削减所占用地储备器容量.压

37、缩可以在不失真地前提下获得，也可以在答应地失真条件下进行. 编码是压缩技术中最重要地方法，它在图像处理技术中是进展最早且比较成熟地技术.3) 图像增强和复原图像增强和复原地目地是为了提高图像地质量，如去除噪声，提高图像地清楚度等 .图像增强不考虑图像降质地缘由，突出图像中所感爱好地部分.如强化图像高频重量，可使图像中 物体轮廓清楚，细节明显；如强化低频重量可削减图像中噪声影响.图像复原要求对图像降质地缘由有 肯定地明白，一般讲应依据降质过程建立降质模型 ，再采纳某种滤波方法，复原或重建原先地图像.4) 图像分割图像分割是数字图像处理中地关键技术之一.图像分割是将图像中有意义地特点部分提取出来，

38、其有意义地特点有图像中地边缘、区域等，这是进一步进行图像识别、分析和懂得地基础.虽然目前已争论出不少边缘提取、区域分割地方法，但仍没有一种普遍适用于各种图像地有效方法.因此，对图像分割地争论仍在不断深化之中，是目前图像处理中争论地热点之一 .5) 图像描述是图像识别和懂得地必要前提.作为最简洁地二值图像可采纳其几何特性描述物体地特 性，一般图像地描述方法采纳二维外形描述，它有边界描述和区域描述两类方法.对于特殊地纹理图像可采纳二维纹理特点描述.随着图像处理争论地深化进展，已经开头进行三维物体描述地争论，提出了体积描述、表面描述、广义圆柱体描述等方法.6) 图像分类 识别 图像分类 识别 属于模

39、式识别地范畴，其主要内容是图像经过某些预处理增强、复原、压缩 后，进行图像分割和特点提取，从而进行判决分类.图像分类常采纳经典地模式识别 方法，有统计模式分类和句法 结构 模式分类，近年来新进展起来地模糊模式识别和人工神经网络模式分类在图像识别中也越来越受到重视.1.3.4 数字图像处理地基本特点(1) 目前，数字图像处理地信息大多是二维信息，处理信息量很大.如一幅 256 256 低辨论率黑白图像，要求约 64kbit 地数据量；对高辨论率彩色512512 图像，就要求768kbit 数据量；假如要处理30 帧/秒地电视图像序列，就每秒要求500kbit 22.5Mbit数据量 .因此对运算

40、机地运算速度、储备容量等要求较高 2.(2) 数字图像处理占用地频带较宽.与语言信息相比，占用地频带要大几个数量级.如电视图像地带宽欢迎下载精品学习资源约 5.6MHz ，而语音带宽仅为4kHz 左右.所以在成像、传输、储备、处理、显示等各个环节地实现上， 技术难度较大，成本亦高，这就对频带压缩技术提出了更高地要求.(3) 数字图像中各个像素是不独立地，其相关性大.在图像画面上，常常有很多像素有相同或接近地灰度 .就电视画面而言，同一行中相邻两个像素或相邻两行间地像素，其相关系数可达0.9 以上，而相邻两帧之间地相关性比帧内相关性一般说仍要大些.因此，图像处理中信息压缩地潜力很大.(4) 由于

41、图像是三维景物地二维投影，一幅图象本身不具备复现三维景物地全部几何信息地才能，很明显三维景物背后部分信息在二维图像画面上是反映不出来地.因此，要分析和懂得三维景物必需作合适地假定或附加新地测量，例如双目图像或多视点图像.在懂得三维景物时需要学问导引，这也是人工智能中正在致力解决地学问工程问题.(5) 数字图像处理后地图像一般是给人观看和评判地，因此受人地因素影响较大.由于人地视觉系统很复杂，受环境条件、视觉性能、人地心情爱好以及学问状况影响很大，作为图像质量地评判仍有待进一步深化地争论 .另一方面，运算机视觉是仿照人地视觉，人地感知机理必定影响着运算机视觉地争论.例如，什么是感知地初始基元，基

42、元是如何组成地，局部与全局感知地关系，优先敏锐地结构、属性和时间特点等，这些都是心理学和神经心理学正在着力争论地课题.1.3.5 数字图像处理地优点 现性好 .数字图像处理与模拟图像处理地根本不同在于，它不会因图像地储备、传输或复制等一系列变换操作而导致图像质量地退化.只要图像在数字化时精确地表现了原稿，就数字图像处理过程始终能保持图像地再现 . 处理精度高 .按目前地技术，几乎可将一幅模拟图像数字化为任意大小地二维数组，这主要取决于图像数字化设备地才能.现代扫描仪可以把每个像素地灰度等级量化为16 位甚至更高，这意味着图像地数字化精度可以达到满意任一应用需求.对运算机而言，不论数组大小，也不

43、论每个像素位置数多 少，其处理程序几乎是一样地.换言之，从原理上讲不论图像地精度有多高，处理总是能实现地，只要在处理时转变程序中地数组参数就可以了.回想一下图像地模拟处理，为了要把处理精度提高一个数量级，就要大幅度地改进处理装置，这在经济上是极不合算地. 适用面宽 .图像可以来自多种信息源，它们可以是可见光图像，也可以是不行见地波谱图像例如 X 射线图像、射线图像、超声波图像或红外图像等.从图像反映地客观实体尺度看，可以小到电子显微镜图像，大到航空照片、遥感图像甚至天文望远镜图像.这些来自不同信息源地图像只要被变换为数字编码形式后，均是用二维数组表示地灰度图像彩色图像也是由灰度图像组合成地，例

44、如RGB 图像由红、绿、蓝三个灰度图像组合而成组合而成，因而均可用运算机来处理.即只要针对不同地图像 信息源，实行相应地图像信息采集措施，图像地数字处理方法适用于任何一种图像. 敏捷性高 .图像处理大体上可分为图像地像质改善、图像分析和图像重建三大部分，每一部分均包含丰富地内容 .由于图像地光学处理从原理上讲只能进行线性运算，这极大地限制了光学图像处理能实现地目标 .而数字图像处理不仅能完成线性运算，而且能实现非线性处理，即凡是可以用数学公式或规律关系来表达地一切运算均可用数字图像处理实.欢迎下载精品学习资源1.3.6 数字图像处理地应用图像是人类猎取和交换信息地主要来源，因此，图像处理地应用

45、领域必定涉及到人类生活和工作地方方面面 .随着人类活动范畴地不断扩大，图像处理地应用领域也将随之不断扩大.1) 航天和航空技术方面地应用数字图像处理技术在航天和航空技术方面地应用，除了上面介绍地JPL 对月球、火星照片地处理之外，另一方面地应用是在飞机遥感和卫星遥感技术中.很多国家每天派出很多侦察飞机对地球上有爱好地地区进行大量地空中摄影.对由此得来地照片进行处理分析，以前需 要雇用几千人，而现在改用配备有高级运算机地图像处理系统来判读分析，既节约人力，又加快了速度，仍可以从照片中提取人工所不能发觉地大量有用情报 .从 60 岁月末以来，美国及一些国际组织发射了资源遥感卫星 如 LANDSAT 系列 和天空试验室 如 SKYLAB ，由于成像条件受飞行器位置、姿势、环境条件等影响，图像质量总不是很高 .因此，以如此昂贵地代价进行简洁直观地判读来猎取图像是不合算地，而必需采纳数字图像处理技术.如 LANDSAT系列陆地卫星，采纳多波段扫描器MSS ， 在 900km 高空对地球每一个地区以18 天为一周期进行扫描成像，其图像辨论率大致相当于地面上十几 M 或 100M 左右 如 1983 年发射地 LANDSA T-4 ，辨论率为 30