MATLAB的數(shù)字圖像處理技術(shù)分析

（商洛學(xué)院數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)院 盧晶）

MATLAB的數(shù)字圖像處理技術(shù)分析

（商洛學(xué)院數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)院 盧晶）

數(shù)字圖像處理的目的在于幫助人們理解圖像信息的內(nèi)涵。MATLAB的數(shù)字圖像處理技術(shù)是將圖像信號(hào)直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)計(jì)算機(jī)去噪、復(fù)原、增強(qiáng)、分割、提取等操作步驟，實(shí)現(xiàn)圖像信息的直觀表現(xiàn)。MATLAB數(shù)字圖像處理技術(shù)具有以下幾點(diǎn)顯著優(yōu)勢(shì)（1）處理方便。可以利用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行任意的修改，如復(fù)制、刪除、放大、縮小等一部分?jǐn)?shù)據(jù)，還能改變顏色。（2）具有較好的重復(fù)性。數(shù)字圖像可以儲(chǔ)存在光盤中的，有效的避免模擬圖像隨時(shí)間流是而發(fā)黃、褪色等缺點(diǎn)，存儲(chǔ)上百年，數(shù)字圖像也無(wú)任何的改變。（3）精度比較高。MATLAB的數(shù)字圖像處理技術(shù)可以將數(shù)字圖像的亮度量化到12位。因此，MATLAB的數(shù)字圖像處理技術(shù)值得被推薦。

一、MATLAB軟件簡(jiǎn)單介紹

MATLAB軟件由美國(guó)MathWork公司推出，主要是用來(lái)圖像處理和數(shù)值計(jì)算。MATLAB軟件包含具有許多功能的工具箱，可以有效的解決各領(lǐng)域待定問(wèn)題。MATLAB軟件的工具箱由通信、圖像處理、濾波器設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)、系統(tǒng)識(shí)別、魯棒控制、非線性控制設(shè)計(jì)、最優(yōu)化、統(tǒng)計(jì)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)處理、模糊邏輯等構(gòu)成，可以方便各領(lǐng)域計(jì)算、分析、設(shè)計(jì)工作。

MATLAB是一種高級(jí)科學(xué)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言以及高級(jí)的交互式環(huán)境，集中作用于算法開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)分析、數(shù)值計(jì)算以及數(shù)據(jù)可視化，較傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言，能夠更加快速的解決科學(xué)計(jì)算問(wèn)題。MATLAB更加直觀簡(jiǎn)單的圖像處理技術(shù)，更加符合人們思維習(xí)慣的代碼，能夠有效的代替冗長(zhǎng)的C語(yǔ)言代碼，方便數(shù)據(jù)的輸送、整理，已經(jīng)成為最為廣泛的工程應(yīng)用軟件。MATLAB能夠給廣大的用戶帶來(lái)最直接的程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，主要體現(xiàn)在：（1）運(yùn)算豐富；（2）使用靈活方便，語(yǔ)言設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔緊湊，而且具有豐富的可函數(shù)；（3）同時(shí)具備結(jié)構(gòu)化的控制語(yǔ)句以及面向?qū)ο缶幊痰奶匦裕唬?）程序設(shè)計(jì)的自由度不受嚴(yán)格限制；（5）圖形處理功能強(qiáng)大；（6）具有比較開(kāi)放的源程序；（7）具有較好的可移植性，可以適用于各種型號(hào)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；（8）強(qiáng)大功能的工具箱。

二、MATLAB數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用

1、圖像的縮放

通過(guò)MATLAB軟件將圖像的大小進(jìn)行縮小或擴(kuò)大，如：對(duì)于一張行數(shù)、列數(shù)分別薇薇m、n的圖像，通過(guò)MATLAB數(shù)字圖像處理，將圖像擴(kuò)大為黃鼠、列數(shù)分別為2m、2n的矩陣圖像，并且在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，要運(yùn)用圖像的差值算法。

MATLAB數(shù)字圖像處理過(guò)程中，圖像縮放的函數(shù)表達(dá)式為imresize，調(diào)節(jié)圖像的大小可以采取以下方法：

B=imresize（A，scale）

B=imresize（A，scale，method）

B=imresize（A，［mrows ncols］）

在上述的調(diào)節(jié)方法中，A表示進(jìn)行圖像縮放的矩陣；scale表示圖像縮放的倍數(shù)，而且1為圖像縮放的界線，即，scale小于1，則表示執(zhí)行的是縮小錯(cuò)做，scale大于1，則表示執(zhí)行的是擴(kuò)大操作；method表示具有指定效果的圖像縮放，主要采取的算法有：最鄰近法（nearest）、雙三次插值法（bicublic）以及雙線性插值法（bilinear）；［mrows ncols］表示指定效果的縮放圖像的行數(shù)以及列數(shù)。

2、圖像的灰度調(diào)節(jié)

充分了利用MATLAB軟件強(qiáng)大的工具箱提供的imadjust函數(shù)圖像灰度調(diào)節(jié)功能，將圖像的對(duì)比度增強(qiáng)，所采用的語(yǔ)法格式為：

J=imadjust（i，［bottom，top］，［low，high］，gamma）

在上述的調(diào)節(jié)方法中，J、i表示圖像i經(jīng)過(guò)灰度調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像J。其中［bottom，top］表示圖像指定變化后的圖像灰度范圍，且轉(zhuǎn)變前后圖像的默認(rèn)值均為［0，1］；［low，high］表示源圖像變換的灰度范圍；gamma表示圖像的矯正量，其取值主要取決于灰度影射方式（輸入圖像-輸出圖像），它決定了圖像屬于增強(qiáng)低灰度還是增強(qiáng)高灰度，另外，gamma值=1時(shí)，則表示為線性變換，大于1時(shí)，則表示圖像影射加權(quán)后的灰度值要比原有的灰度值小，小于1時(shí)，則表示圖像影射會(huì)對(duì)像素值加權(quán)。

3、圖像的裁剪

在MATLAB數(shù)字圖像處理技術(shù)中，圖像裁剪的函數(shù)表達(dá)式為imcrop，可以采取以下裁剪圖像的方法：

IO=imcrop

IO=imcrop（I，rect）

在上述的裁剪方法中，IO=imcrop是一種交互式裁剪方式，即在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出一幅圖像，然后輸入執(zhí)行命令，用鼠標(biāo)圈中感興趣的部分，將感興趣的部分粗出在矩陣IO中即可。IO=imcrop（I，rect）是一種規(guī)定了圖像裁剪區(qū)域的方法。

本文主要介紹了MATLAB軟件以及MATLAB數(shù)字圖像處理的應(yīng)用，旨在為廣大的用戶提供更加科學(xué)的理論指導(dǎo)。MATLAB的數(shù)字圖像處理技術(shù)具有十分廣闊的發(fā)展前景，可以運(yùn)用到醫(yī)學(xué)CT檢查、物理化學(xué)分析、公安軍事等多個(gè)領(lǐng)域，對(duì)人們的生活以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有不可估量的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。