芻議MATLAB的數(shù)字圖像處理技術(shù)

孫卓雅

（河南大學(xué) 河南開(kāi)封 475000）

芻議MATLAB的數(shù)字圖像處理技術(shù)

孫卓雅

（河南大學(xué) 河南開(kāi)封 475000）

當(dāng)前，伴隨互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)步以及推廣，大眾對(duì)數(shù)字圖像處理技術(shù)已經(jīng)不再陌生。數(shù)字圖像處理技術(shù)業(yè)已從工業(yè)行業(yè)、實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)推廣到商業(yè)行業(yè)以及辦公室，與大眾的生活生產(chǎn)活動(dòng)緊密相連。本文研討了以MATLAB為核心的數(shù)字圖像處理技術(shù)，以及MATLAB數(shù)字圖像處理技術(shù)的具體運(yùn)用。

MATLAB；數(shù)字；圖像；處理技術(shù)

數(shù)字圖像處理的初衷是協(xié)助大眾了解圖像信息的內(nèi)容。MATLAB數(shù)字圖像處理技術(shù)將圖像信號(hào)直觀地轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)電腦消噪、還原、強(qiáng)化、分割、提煉等操控流程，達(dá)成圖像信息的直接表達(dá)目的。MATLAB數(shù)字圖像處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要包含：①處置便利，能夠使用電腦對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行隨意的改動(dòng)——例如拷貝、刪除、放大、縮小一些參數(shù)，還可以變更色彩；②有著上佳的重復(fù)性。數(shù)字圖像能夠儲(chǔ)蓄在光盤(pán)內(nèi)，解決模擬圖像因?yàn)闀r(shí)間流的影響而變黃、脫色等問(wèn)題，儲(chǔ)蓄超過(guò)100年，數(shù)字圖像都不會(huì)有變化；③精度情況較為理想。MATLAB的數(shù)字圖像處理技術(shù)能夠?qū)?shù)字圖像的亮度量化到12位。所以，MATLAB數(shù)字圖像處理技術(shù)應(yīng)該被推廣以及應(yīng)用。

1 MATLAB軟件簡(jiǎn)介

MATLAB是一類(lèi)高等的科學(xué)電腦語(yǔ)言和高等的交互類(lèi)軟件，其適用于算法研發(fā)、參數(shù)解析、數(shù)值換算和參數(shù)的可視化，以往的電腦編程軟件，可以完成科學(xué)換算；而MATLAB能夠更為直接、更為簡(jiǎn)易的處置圖像，設(shè)計(jì)出與人類(lèi)思維吻合的代碼，替代冗余的C語(yǔ)言代碼，便于參數(shù)的傳輸與整合，對(duì)工程設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)助益良多。

MATLAB可以給客戶(hù)創(chuàng)建直觀的程序研發(fā)環(huán)境，其特征是：換算量大；運(yùn)用靈巧便利，語(yǔ)言設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要緊湊，而且兼?zhèn)浞睆?fù)的可函數(shù)；兼?zhèn)浣Y(jié)構(gòu)化的控制語(yǔ)句和面向?qū)ο缶幊痰奶卣鳎怀绦蛟O(shè)計(jì)有著更大的變通性；圖像處置效果理想；有著較為開(kāi)放的源程序；有著良好的可移植特征，能夠與各類(lèi)電腦系統(tǒng)兼容；工具箱的功能強(qiáng)大。

2 MATLAB數(shù)字圖像處理技術(shù)的運(yùn)用

2.1 圖形的縮放

通過(guò)MATLAB軟件可以將圖形任意增大或減小。例如：一張行數(shù)、列數(shù)分別薇薇m、n的圖形，通過(guò)MATLAB數(shù)字圖像處理技術(shù)，可以把圖像增大成黃鼠、列數(shù)是2m、2n的矩陣圖形，而且在轉(zhuǎn)換的流程中，可以應(yīng)用圖形的差值進(jìn)行換算。

MATLAB數(shù)字圖像處理流程中，圖形縮放的函數(shù)公式是im resize，調(diào)整圖形的尺寸通常有以下模式：

B=im resize（A，scale）；B=im resize（A，scale，method）；B=im resize（A，[m row sncols]）。

在以上的調(diào)整模式中，A是圖形縮放的矩陣；scale值比1小，則表明執(zhí)行的是縮小錯(cuò)做；scale值比1大，表明執(zhí)行的是增大命令；method代表有著指定功能的圖形縮放功能，通常利用到的算法為：最鄰近法（nearest）、雙三次插值法（bicublic）和雙線(xiàn)性插值法（bilinear）；[m row sncols]代表指定功能的縮放圖形的列數(shù)和行數(shù)。

在圖像縮放算法方面，對(duì)矢量圖像來(lái)講，明確了坐標(biāo)點(diǎn)，對(duì)任何既定的x，通過(guò)數(shù)學(xué)方程f（x）就可以獲得其值，并與y相對(duì)；對(duì)非矢量圖像來(lái)講，缺少明確的數(shù)學(xué)方程，對(duì)既定的x，要獲得相對(duì)的y數(shù)值，就必須實(shí)施插值計(jì)算。

已有離散點(diǎn)上的數(shù)據(jù)集，就是說(shuō)用已有的點(diǎn)集X上相對(duì)的函數(shù)值y來(lái)構(gòu)建解析函數(shù)。通過(guò)該點(diǎn)，來(lái)解出這部分點(diǎn)的數(shù)值，叫做一維插值法。

MATLAB供應(yīng)了多類(lèi)的一維插值法：以多項(xiàng)式為核心的插值以及以快速傅里葉為核心的插值模式最為常見(jiàn)。

一維多項(xiàng)式插值，實(shí)際插值模式包含：最近鄰點(diǎn)插值、線(xiàn)性插值、三次樣條插值、三次多項(xiàng)式插值。挑選插值模式來(lái)縮放圖像時(shí)，應(yīng)參考模式的執(zhí)行速率、占用內(nèi)存情況以及獲取數(shù)據(jù)的平滑度；其中，Linear插值模式為系統(tǒng)最為認(rèn)同。

2.2 圖形的灰度調(diào)整

運(yùn)用MATLAB軟件功能出色的工具箱供應(yīng)的im adjust函數(shù)圖形灰度調(diào)整功能，將圖形的對(duì)比度強(qiáng)化，所利用的語(yǔ)法格式是：J=im adjust（i，[bottom，top]，[low，high]，gamma）。

在上文的調(diào)整模式中，J、i是圖形i通過(guò)灰度調(diào)整，轉(zhuǎn)換成圖形J；當(dāng)中，[bottom，top]是圖形指定改變后的圖形灰度范疇，并且轉(zhuǎn)換前與轉(zhuǎn)換后圖形的默認(rèn)值都是[0，1]；[low，high]是源圖形改變的灰度范疇；gamma是圖形的矯正量，其數(shù)值的提取通常要參考灰度影射模式（輸入圖形—輸出圖形），其會(huì)決定圖形增大低灰度還是增大高灰度。此外，gamma值為1的階段，則表明呈線(xiàn)性變化；gamma值比1大的階段，就表明圖形影射加權(quán)后的灰度數(shù)值與原來(lái)的灰度值相比更小；gamma值比1小的階段，表明圖形影射會(huì)作用于像素值并加權(quán)。

2.3 圖形的剪裁

在MATLAB數(shù)字圖像處理技術(shù)中，圖形剪裁的函數(shù)公式是im crop，剪裁圖形的模式是：

I0=im crop；I0=im crop（I，rest）。

在上文的剪裁模式中，I0=im crop是一類(lèi)交互類(lèi)剪裁模式，就是說(shuō)在電腦熒幕上顯現(xiàn)圖形，之后錄入執(zhí)行指令，用鼠標(biāo)劃定有意向了解的圖形，將有意向了解的圖形粗出在矩陣I0內(nèi)就行。I0=im crop（I，rest），其是劃定了圖形剪裁區(qū)域的。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文簡(jiǎn)介了MATLAB軟件以及其數(shù)字圖像處理技術(shù)的運(yùn)用，為廣大電腦軟件使用用戶(hù)提供了可供參考的理論意見(jiàn)。MATLAB的數(shù)字圖像處理技術(shù)的市場(chǎng)被專(zhuān)家一致看好，而且也應(yīng)用于醫(yī)學(xué)CT檢測(cè)、物理化學(xué)解析、公安軍事等多個(gè)行業(yè)，對(duì)大眾的生活和經(jīng)濟(jì)進(jìn)步都有著深遠(yuǎn)的影響。MATLAB為數(shù)字圖像處理供應(yīng)了簡(jiǎn)易、高效的算法，大幅度提升了數(shù)字圖像處理能力。目前，伴隨信息化技術(shù)的使用，圖像處理正在向智能化、多元化、互聯(lián)網(wǎng)化、便利化等方面進(jìn)化。

[1]田銘興，楊秀川，楊雪凇，等.基于MATLAB多繞組變壓器模型的磁飽和式可控電抗器仿真建模方法[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2014，34（3）：78～81，88.

[2]田銘興，楊雪凇，顧生杰，等.基于MATLAB的磁飽和式可控電抗器的仿真模型參數(shù)及過(guò)渡時(shí)間分析[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2013，33（6）：47～51.

[3]劉興華，敬 維，林 威，等.GHBladed和Matlab的交互軟件設(shè)計(jì)及風(fēng)力發(fā)電機(jī)的獨(dú)立變槳控制器仿真研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013（22）：83～88.

[4]張德乾，王伯銘，曹愷，等.基于MATLAB軟件對(duì)ULF車(chē)輛門(mén)架式轉(zhuǎn)向架徑向機(jī)構(gòu)通過(guò)曲線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)仿真分析[J].城市軌道交通研究，2016，19（1）：24～29.

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