基于MATLAB的数字图像处理算法研究与仿真开题报告.doc

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1、 目录1.课题来源12.课题意义13.课题国内外研究现状2（1）国内外研究综述2（2）数字图像处理的发展方向4二课题研究内容及研究方案5三课题研究困难5五. 参考文献6 1.课题来源 宁夏大学物理电气信息学院本科毕业设计选题指南 2.课题意义 图像作为一种有效的信息载体，是人类获取和交换信息的主要来源。人类感知的外界信息70以上是通过视觉得到的，因此，图像处理的应用领域必然涉及到人类生活和工作的方方面面，其中图像的几何变换、增强、去噪及边缘提取属于基本处理方法。图像的几何变换不仅提供了产生某些图像的可能，而且还可以使图像处理和分析的程序简单化，特别是图像具有一定的规律性时，一个图像可以由另一个

2、图像通过几何变换来实现；图像增强在整个图像处理过程中起着承前启后的重要作用，对图像高层次处理的成败至关重要。其目的就是为了改善图像的质量和视觉效果，或将图像转换成更适合于人眼观察或机器分析识别的形式，以便从图像中获取更加有用的信息，由于图像增强与感兴趣物体的特性、观察者的习惯和处理目的密切相关，因此图像增强带有很强的针对性；噪声是妨碍人们感觉器官对所接受的信源信息理解的因素，且使图像变得模糊，甚至淹没图像特征，给后面图像区域分割分析判断等工作带来了困难，而如何使终端画面上保持显示图像的各类信息，使得以加强、并且合理消除大量噪声，在数字图像处理中就显得很重要；数字图像的边缘检测是图像分割、目标区

3、域的识别、区域形状提取等图像分析领域十分重要的基础，因图像理解和分析的第一步往往就是边缘检测，目前它已经成为机器视觉研究领域最活跃的课题之一，在工程应用中占有十分重要的地位，同时边缘检测对物体的识别也是很重要的，如果我们能成功的得到图像的边缘，那么图像分析就会大大简化，图像识别就会容易的多。总而言之，为了提高图像处理和分析程序设计的速度和质量，开拓图像程序应用范围的新领域，对图像进行几何变换、增强、去噪及边缘提取是十分必要的，其处理算法的研究尤为重要。 目前数字图像处理的算法越来越复杂，不断有新的处理算法被采用，而仿真是对其进行研究的一个重要的、不可缺少的手段。然而采用何种语言或软件将对仿真是

4、否方便、仿真速度是否容易收敛和计算精度等方面产生很大地影响，而MATLAB 语言在其仿真研究中被成功方便地应用在数字图像的处理和算法研究中。 3.课题国内外研究现状（1）国内外研究综述盛道清在图像增强算法的研究中就几种有代表性的图像增强算法如基于直方图均衡化图像增强算法和基于小波变换的图像增强算法进行了研究、比较，分析了各自的优缺点并指明了其最佳适用场景。盛仲飙在基于MATLAB的图像去噪算法研究中在介绍图像去噪的基本原理方法的基础上，采用传统的线性非线性以及频域的方法对数字图像进行去噪效果的分析比较和仿真实现。最后，运用MATLAB中小波工具箱验证了小波变换的滤波效果。结果表明，小波的时频特

5、性，可更好的去除噪声。丁永胜等在基于MATLAB的数字图像典型去噪算法中针对数字图像处理中的典型去噪算法，利用 MATLAB进行分析处理，并从主观和客观两个角度对数字图像的去噪效果进行分析。在分析过程中可以看出，针对不同类型的噪声需要相应的滤波去噪算法才能取得较好的效果。 耿妍等在基于MATILAB的数字图像小波变换算法比较中通过阐述基于MATLAB的小波变换的降噪方法,展示了小波变换在图像噪音消除方面的实际运用以及前景。通过使用傅立叶变换算法和小波变换算法对同一幅图像进行降噪处理的比较,得出小波变换的主要特点就是能够提供局部细化与分析的功能。 孔银昌在数字图像边缘提取算子基于 MATLAB的

6、实现中主要通过对 Canny 和 Log 算子的分析以及通过MATLAB编程仿真实验对比，得出两种算子的适用范围，并为实际采用合适的图像边缘检测技术提供参考。包宋健等在MATLAB语言在数字图像处理中的应用中实例说明MATLAB语言非常适合数字图像处理的仿真及算法研究，为数字图像处理与算法研究带来了方便并且效率极高。王磊在基于MATLAB的数字图像处理通过中值滤波实现图像平滑处理,以及图像边缘检测等实例,说明了应用MATLAB语言编程及其工具箱进行数字图像处理的方法,验证了该语言具有强大的图像处理能力。 丛波在基于MATLAB的数字图像处理技术及应用中简述了数字图像处理技术、MATLAB数字图

7、像处理技术，介绍了MATLAB数字图像处理工具箱函数。通过图像处理实例说明MATLAB 语言编程及工具箱进行数字图像处理的方法，验证MATLAB语言具有强大的图像处理能力。 周伟在基于MATLAB的数字图像处理技术概述中主要研究基于MATLAB工具的数字图像处理技术，首先介绍数字图像处理技术涉及到的基本概念，然后介绍了数字图像处理技术的主要内容，最后介绍了可实现数字图像处理技术的一种有效的实用工具MATLAB技术。吴东超等在基于MATLAB的数字图像处理方法与实现中介绍了如何利用MATLAB 及其图像处理工具箱进行数字图像处理，重点论述了利用 MATLAB 实现图像增强方法进行图像处理。（2）

8、数字图像处理的发展方向 a:在进一步提高精度的同时着重解决处理速度问题。 b:移植和借鉴其他学科的技术和研究成果，创造新的处理方法。 c:加强边缘学科的研究工作。 d:加强理论研究 e:图像处理领域的标准化二课题研究内容及研究方案 1.课题研究内容 （1）数字图像处理的优点及目的与意义。 （2）数字图像处理中的变换、去噪、增强、边缘提取的理论及实现。 （3）介绍了MATLAB基本知识及学习MATLAB程序设计，主要研究如何利用MATLAB图像处理工具箱，设计和实现自己的图像，分析 MATLAB 软件及其在图像处理中的应用，最后通过实例说明处理效果。 （4）对已有算法的比较研究和仿真。2.课题实

9、施方案本课题采用了MATLAB作为工具，以最邻近插值法、双线性插值法和三次卷积法三种常用数字图像插值算法实现了数字图像的比例缩放、旋转、剪取等一系列变化；通过直方图均衡化图像增强算法、小波变换图像增强算法实现了数字图像的增强；以中值滤波法、均值滤波法、小波变换法为依据实现了数字图像的去噪；通过Log、Canny为基础实现了数字图像的边缘提取；通过编写程序实现对数字图像的处理。三课题研究困难数字图像处理是交叉学科，是未来技术向智能化发展的最富有前景，也最富有挑战的领域。其研究的领域博大精深，应用领域十分广泛。数字图像处理既然是交叉前沿学科，需要掌握的基础知识不少，其中有很多知识是研究生阶段才会学

10、习，知识量较庞大，对于本科生有一定的难度。 1.数理基础非常重要，本科里面所学的高等数学、线性代数、概率统计都属于其基础，本人数理知识还有欠缺。 2.专业课程中的信号系统、数字信号处理（特别要弄清楚傅立叶理论）属于其理论知识，本人基础不好，所以理解有限。 3.现在在数字图像处理邻域，西方科技还是要先进一些，调研资料就会用到英语，由于本人英语水平不高，所以查阅外文资料有一定困难。 4.计算机应用方面，光有想法不能实现，目前基本属于纸上谈兵，需要好好提高自己的工程技术能力。四. 工作量和进度安排1.选题 2012-10-162012-10-312.开题、设置课题设计任务及查阅资料 2012-11-

11、 12013- 1-153.利用软件进行图像处理，记录其结果，进行课题分析，并且完成课题设计论文。 2013- 1-162013- 3-15 4.中期检查 2013- 3-162013- 3-315.预答辩 2013- 4- 12013- 4-156.答辩 2013- 4-162013- 4-29五. 参考文献1 盛道清.图像增强算法的研究.武汉科技大学硕士学位论文.2 盛仲飙.基于MATLAB的图像去噪算法研究J.河 南 科 学,2011,29(10):1218-1220.3 丁永胜，李朝红，张水胜.基于MATLAB的数字图像典型去噪算法J.高师理科学刊,2O1O,30(6):10-13.4

12、 耿妍,韦巍.基于MATIJAB的数字图像小波变换算法比较J.广西大学学报(自然科学版),2005，30：140-142.5孔银昌.数字图像边缘提取算子基于MATLAB 的实现J.Value Engineering,2012，171-172.6 包宋建，许艳英，陈帅华.MATLAB语言在数字图像处理中的应用J.工业控制计算机,2011,24(6):38-39.7 王磊.基于MATLAB的数字图像处理J.苏州市职业大学学报,2009,20(2):53-56.8丛 波.基于MATLAB的数字图像处理技术及应用J.中国科技信息,2011，(5):85-86、89.9周 伟.基于MATLAB的数字图像处理技术概述J.信息与电脑，2010,28.10吴东超,崔斌.基于 MATLAB 的数字图像处理方法与实现J.信息技术,221.