基于MATLAB GUI数字图像处理的程序设计

论文总字数：13643字

摘 要

随着信息技术的发展，数字图像处理技术越来越多的应用于各个科学领域。本文以MATLAB软件的图形用户界面（GUI）开发环境和图像处理工具箱为平台设计了数字图像的处理系统，可实现灰度变换、图像翻转、图像去噪和一图像的特殊处理功能。这些功能的实现都是在MATLAB语言的基础上，编写M文件程序代码实现的。文中设计的图像处理系统对于一些运算量大、算术复杂的算法，可以利用MATLAB得到简单快捷的数据结果，又能够得到直观的图示。

关键词：MATLAB，数字图像处理，图形用户界面

Abstract：With the development of information technology, the digital image processing technology has been applied in various fields of science. In this paper, the graphical user interface of MATLAB software (GUI) development environment and image processing toolbox to design the digital image processing system as platform, special processing function denoising and image gray-scale transformation, image flip, image. The realization of these functions are based on the MATLAB language, compiling M file program code. Image processing system designed in this paper for some of the large amount of computation, the arithmetic complexity of the algorithm, can use MATLAB to get quick results, but also can be more intuitively.

Keywords:Matlab Gui, Digital Image Processing, Graphical user interface

目 录

1 绪论 4

1.1 进行MATLAB GUI数字图像处理研究的目的与意义 4

1.2 关于GUIDE操作界面的简介 4

1.3 本文结构安排 6

2 MATLAB GUI程序设计 6

2.1 MATLAB GUI中简单的函数应用 6

2.2 MATLAB GUI程序具有的基本功能 6

2.3 数字图像处理程序的总体设计 6

3 数字图像处理程序的具体设计与实现 7

3.1 菜单栏的设计 7

3.2 图像的读取和保存 7

3.3 图像亮度和对比度任意变化的调整 9

3.4 图像转化为灰度图像 12

3.5 图像的放大和缩小 13

3.6 图像直方图统计和直方图均衡 14

3.7 对图像加噪并去噪 16

3.8 图像变形 24

3.9 特殊处理 27

结 论 29

参 考 文 献 30

致 谢 31

1 绪论

数字图像处理（Digital Image Processing）又称计算机图像处理。随着数字图像处理在各个行业的大量运用，图像处理技术的地位越来越重要。

图形用户界面（Graphical User Interface）简称GUI，是提供人机交互式的工具和方法。MATLAB是一个数学运算能力非常强的软件，它的运算结果通常是用图形来表示的，而使用GUI的作用则是使图形的表现能够呈现多元化，在数字图像处理的过程中更加的方便、直观。GUI的用户界面包含的图形对象有很多，例如：窗口、图标、菜单和文本等。当这些图形对象通过某种程序而被激活时，通常就会使图像发生某些变化。MATLAB的GUI为设计者提供了一个可以实现图文并茂，甚至是达到多媒体效果的开发环境。

1.1 进行MATLAB GUI数字图像处理研究的目的与意义

图像处理技术可以分为两大类：模拟图像处理和数字图像处理，数字图像处理是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机进行处理的过程。数字图像处理技术主要包括以下内容：几何处理、算数处理、图像增强、图像复原、图像重建、图像编码、图像识别、图像理解。数字图像处理技术的发展涉及信息科学、计算机科学、数学、物理学以及生物学等学科，因此数理及相关的边缘学科对图像处理科学的发展有越来越大的影响。近年来，数字图像处理技术日趋成熟，它广发应用于空间探测、遥感、生物医学、人工智能以及工业检测等诸多领域，并促使这些学科产生了新的发展^[1]。所以，对MATLAB GUI数字图像处理的研究是非常有必要的，它不仅对于各个学科的发展有着帮助，它在图像处理方面的技术也是有着非常明显的优点的。

数字图像处理的优点有：（1）再现性好；（2）处理精度高；（3）适用面宽；（4）灵活性高；（5）信息压缩的潜力大等。数字图像处理的这些优点使得它在众多领域的应用越发广泛。但是数字图像处理技术的发展依然存在着一些瓶颈，例如：（1）处理信息量过大；（2）占用频带较宽；（3）复现三维景物的能力较差；（4）人为因素影响大等。这些瓶颈使得数字图像处理技术依然存在着发展空间。

1.2 关于GUIDE操作界面的简介

首先，启动MATLAB7.0在命令窗口输入guide按Enter键就会打开GUIDE Quick Start对话框，如图1.1所示:

图1.1 guide对话框启动

如此我们就可以利用GUIDE模板创建GUI文件或者打开已经存在的GUI文件，GUIDE 把GUI 设计的内容保存在两个文件中，它们在第一次保存或运行时生成。一个是FIG文件，扩展名为.Fig，它包含对GUI和GUI组件的完整描述；另外一个是M文件，扩展名为.M，它包含控制GUI的代码和组件的回调事件代码。这两个文件与GUI显示和编程任务相对应。在版面设计器中创建GUI时，内容保存在FIG文件中；对GUI编程时，内容保存在M文件中。

单击OK按钮，打开版面设计工具，如图1.2所示：

图1.2 版面设计器

在通常情况下版面组件是不显示组键的名字的，如果需要显示组件名称，可以从File菜单中选择Preferences选项从中勾选Show names in component palette选项即可。

图1.2所示的界面就是我们设计数字图像处理软件的设计界面，在界面中我们可以添加各种用来进行图像处理的控件，在赋予每个控件不同功能的代码后，我们就能实现对图像的处理。

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