图像的增强与复原算法毕业设计论文文档格式.docx

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原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；

学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；

学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；

在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

摘要

图像处理是一门迅速发展的学科，在大量领域有着极其广泛的应用。

在景物成像的过程中可能出现的模糊、失真或噪声还有变形，会导致图像质量下降，从而降低了图形的科学性，也造成了经济损失。

数字图像处理是一个跨学科的前沿科技领域，在各个学科中得到广泛的应用，并显示了广阔的前景，成为计算机科学、信息科学、生物学、医学等学科的研究热点。

而图像增强与复原作为数字图像的基本内容，有着更高的研究价值。

图像增强是指按一定的需要突出一幅图像中的某些信息，同时削弱或去除某些不需要的信息，使之改善图像质量，加强图像判读和识别效果的处理技术。

基于空间域的图像增强是图像处理的一个重要分支，它能有效改善图像整体或局部特征。

直方图是图像处理中最重要的基本概念之一，它用于显示图像的灰度值分布状况，并且能有效地用于图像增强。

本文论述了图像灰度调整实现、直方图均衡化、直方图规定化图像增强技术，并给出了相关的基本原理。

并在介绍图像频域增强原理的基础上，讨论了频域内通过对低通滤波器、高通滤波器的图像增强以及基于小波变换的图像增强，介绍了相关的理论，并给利用MATLAB工具进行实现。

实验证明，在质量较差的图像中，选择不同的算法对图像的增强在准确性上均有不同。

数字图像复原（简称图像复原）是数字图像处理的一个基本的和重要的课题，它是后期图像处理（如图像分析，图像理解）的前提。

图像复原主要目的在于消减或减轻在图像获取及传输过程中造成的图像品质下降即退化现象，恢复图像的本来面目。

本文论述了采用近似的方法应用线性系统的理论解决图像复原的问题，并用MATLAB语言实现了维纳滤波、规则化滤波、Lucy-Richardson复原程序、盲去卷积复原，实验证明相同的图像采用不同的复原方法产生的效果不同，可以根据自己的实际需要来选择所要使用的复原方法。

关键词：

图像处理、图像增强、图像复原、滤波、MATLAB

Abatract

Imageprocessingisarapiddevelopmentofthediscipline,inlargeareahasextremelyextensiveapplication.Intheprocessofimagingobjectsmayappearblurred,distortionornoiseanddeformation,willcauseimagequality,reducingthescientificityofgraphics,alsocausedeconomiclosses.

Thedigitalimageprocessingisaninterdisciplinaryfieldofcutting-edgetechnology,ineachsubjectwidelyapplied,andshowstheprospectofcomputerscience,informationscience,biology,medicaldisciplineresearchhotspot.Andimageenhancementandrecoveryasthebasiccontentsofdigitalimage,ahighervalue.

Imageenhancementbycertainmeanstohighlightapictureofcertaininformation,alsoweakenedorremovesomeoftheinformation,doesnotneedtoimproveimagequality,strengthenimageinterpretationandidentifytheeffectoftreatmenttechnology.Basedonspatialdomainofimageenhancementisanimportantbranchofimageprocessing,itcaneffectivelyimprovethewholeorpartialfeature.ImageHistogramimageprocessingisthemostimportantbasicconcept,itisusedtodisplayimagesofthegrayvaluedistribution,andcanbeeffectivelyusedinimageenhancement.Thispaperdiscussestheimagehistogramequalizationadjusted,grayhistogramimageenhancement,technicalregulations,andgivesthebasicprincipleofrelated.Infrequencydomain,andintroducesimageenhancement,thebasicprincipleoffrequencydomainwerediscussedthroughthelow-passfilterhigh-passfilter,theimagebasedonwavelettransformandtheimageenhancement,introducedtherelatedtheory,andtouseMATLABtools.Experimentshaveprovedthatinthepoorqualityoftheimage,thechoiceofdifferentalgorithmforimageenhancementinaccuracyaredifferent.

Digitalimagerestoration（hereinafterreferredtoastheimagerestoration）isthedigitalimageprocessingisabasicandimportantsubject,itislate,imageprocessing,imageanalysis（suchasimagesofunderstanding）.Imagerestorationaimstoreduceoreaseinimageacquisitionandtransmissionprocessofimagequalitydownnamelydegeneration,restoretheoriginalimage.Thispaperdiscussestheapplicationofapproximatelinearsystemtheorymethodtosolvetheproblem,theimagerestorationwithMATLABlanguagerealizedwienerfiltering,rulesoffiltering,Lucy,Richardson-recoveryproceduredeconvolution,experimentsprovethesameimagerestorationusingdifferentmethods,theeffectsofdifferentaccordingtotheiractualneedstochoosetouserecoverymethod.

Keywords：

ImageProcessing，ImageEnhancement，ImageRestoration，Filtering，MATLAB

第1章绪论

1.1课题的提出和意义

在实际生活中，人们很频繁的接触图像，人类所获取的外界信息大约有70%以上是通过视觉系统获得的。

在图像的形成，传输或变换的过程中，由于受多种因素的影响，如光学系统失真、系统噪声、曝光不足或过量、相对运动等，往往使图像与原始景物或原始图像之间产生某种差异，常将这种差异称之为降质或退化。

降至或退化的图像通常模糊不清，认识观察起来不满意，或者使机器从中提取的信息减少甚至造成错误。

因此，必须对降质的图像进行改善。

改善的方法有两类：

一类是从主观出发，不考虑图像降至的原因，只将图像中感兴趣的部分加以处理或突出有用的图像特征，故改善后的图像并不一定要去逼近原图像。

如提取图像中目标物的轮廓、衰减各类噪声等，这一类图像改善方法称为图像增强。

从图像质量评价观点来看，图像增强的主要目的是提高图像的可懂度。

另一类改善方法是从客观出发，针对图像降质的具体原因，设法补偿降质因素，从而使改善后的图像尽可能的逼近原始图像。

这类改善方法称为图像恢复或图像复原技术。

显然，图像复原主要目的是提高图像的逼真度。

MATLAB矩阵实验室（MatrixLaboratory）的简称，具有方便的数据可视化功能，可用于科学计算和工程绘图。

它不仅在一般数据可视化软件都具有的功能方面更加完善，而且对于一些其他软件所没有的功能（例如图形的光照处理、色度处理以及四维数据的表现等），MATLAB同样表现了出色的处理能力。

它具有功能丰富的工具箱，不但能够进行信号处理、语音处理、数值运算，而且能够完成各种图像处理功能。

本文利用MATLAB工具来研究

1.2本文的组织结构

针对上述问题本文分为两个部分，第一部分主要论述了图像的增强，第二部分主要论述了图像的复原。

图像增强是为了获得更好质量的图像，通过各种方法对图像进行处理。

图像增强的方法有频域处理法与空域处理法，本文上半部分主要论述了空域处理法、频域处理方法中的滤波技术以及小波增强。

从灰度、直方图、低通滤波、高通滤波、同态滤波、小波几个方面比较了图像增强的效果。

文章首先分析了它们的原理，然后通过MATLAB软件分别用这几种方法对图像进行处理，处理后使图像的对比度得到了明显的改善，增强了图像的视觉效果。

图像复原是数字图像复原问题实际上是在一定的准则下，采用数学最优化方法从退化的图像去推测原图像的估计问题。

不同的准则及不同的数学最优化方法就形成了各种各样的算法。

本文的下半部分