专业仿真课程设计.docx
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专业仿真课程设计
专业仿真课程设计
题目：
图像处理（九）
学院：
信息科学与工程学院
专业班级：
测控1103班
学号：
110401330
学生姓名：
罗婷婷
指导教师：
李飞
设计时间：
2014.6.23——2014.7.11
目录
一．课程设计目的，，，，，，，，，，，2
二．课程设计描述，，，，，，，，，，，2
三．课程设计预期目标，，，，，，，，，2
四．设计方案，，，，，，，，，，，，，3
五．程序内容，，，，，，，，，，，，，7
六．出现的问题及解决办法，，，，，，，8
七．心得体会，，，，，，，，，，，，，10
一.课程设计目的
综合运用MATLAB工具箱实现图像处理的GUI设计。
二.课程设计描述
图像增强是一类基本的图像处理技术，其主要目的是改善图像的质量。
其中灰度变换增强主要是利用点运算来修改图像像素的灰度。
学习并掌握直方图灰度变换方法以及直方图均衡化等图像增强方法。
具体要求如下：
1、采用MATLABGuide设计用户界面，在界面上添加一按钮，点击此按钮可读取一幅图像并显示在界面上。
2、添加一按钮，点击此按钮可生成并绘制出图像的直方图。
3、添加一按钮，点击此按钮可对图像进行直方图均衡化。
比较直方图均衡化前后图像的显示效果，并显示出均衡化前后图像的直方图。
分析直方图均衡化的作用。
三.预期目标
1、借助MATLAB仿真软件，进一步掌握高等数学、复变函数与积分变换等相关数学和自然科学知识以及测控技术与仪器专业的基本理论知识，包括电路与电子技术、控制系统与信号处理、计算机等专业知识。
2、能够结合本专业“自动控制原理”、“数字信号处理”、“误差理论”等相关课程，采用MATLAB软件进行相关系统分析、系统设计，掌握和使用相关学科技术手段分析和解决问题；
3、通过MATLAB仿真程序设计，培养学生具备初步的软件设计能力以及知识综合运用能力和技巧。
四．设计方案
1.设计总体思路
（1）根据要求设计界面的形式
（2）绘出基本界面，添加3个Axes,3个PushButton
（3）双击各部分修改他们的属性
（4）修改PushButton的ViewCallbacks，进入M文本添加设计的程序
（5）完善界面背景
2.详细设计步骤
第一步，
在MATLAB主窗口中输入guide，显示GUI设计模板
第二步，
添加插件，点击左侧工具栏中Axes和PushButton按钮，添加到界面上。
第三步，
修改各插件属性值
第四步，
右击PushButton点击ViewCallbacks中的Callback,在转到的M文本处添加程序。
运行检查，观察结果是否正确
第五步，
完善界面背景，
最终界面
五．程序内容
1.程序
（1）读取一幅图像并显示在界面上
x=imread（'2.jpg'）;
axes（handles.axes1）;
imshow（x）
（2）绘制图像的直方图
x=imread（'2.jpg'）;
x1=rgb2gray（x）;
axes（handles.axes2）;
imhist（x1）
（3）对图像进行直方图均衡化
x=imread（'2.jpg'）;
x1=rgb2gray（x）;
x4=histeq（x1）;
axes（handles.axes3）;
imhist（x4）
（4）背景设计
ha=axes（'units','normalized','position',[0011]）;
uistack（ha,'down'）
II=imread（'3.jpg'）;
image（II）
colormapgray
set（ha,'handlevisibility','off','visible','off'）;
（5）按钮背景图片
I=imread（'5.jpg'）;
set（handles.pushbutton1,'cdata',I）;
I=imread（'5.jpg'）;
set（handles.pushbutton2,'cdata',I）;
I=imread（'5.jpg'）;
set（handles.pushbutton3,'cdata',I）;
2.直方图均衡化的作用：
直方图均衡化是图像处理领域中利用图像直方图对对比度进行调整的方法。
这种方法通常用来增加许多图像的局部对比度，尤其是当图像的有用数据的对比度相当接近的时候。
通过这种方法，亮度可以更好地在直方图上分布。
这样就可以用于增强局部的对比度而不影响整体的对比度，直方图均衡化通过有效地扩展常用的亮度来实现这种功能。
六．出现的问题及解决办法
1.虽然在自动控制原理实验中接触过MATLAB，但是在本次课程设计开始阶段无从下手。
解决办法：
从图书馆借阅参考资料，上网学习MATLAB自学视频。
这从中走了不少弯路，毕竟课程设计的内容只涵盖了MATLAB一部分内容，而我在自学过程中学了一些与我课程设计内容无关的知识。
于是，我重新研究课题，发现我需要做的是采用MATLAB Guide 设计用户界面，完成图像处理功能。
然后我首先学习如何设计MATLABguide用户界面，查阅图像处理相关资料，逐渐进入状态。
2.在M文本填写程序时遇到好多问题，比如说，开始设计时，直方图和均衡化的图像我是一figure显示出来，这样就不能同时比较两者图像，解决方法：
添加Axes,使用axes函数实现了将直方图和均衡化图像显示在一幅界面上。
但是，当我添加完axes却打不开直方图和均衡化按钮，解决办法：
重新查看程序，仔细寻找其中错误，并再一次学习了axes,inhist,rgb2gray,histeq等重要函数，发现原来我忽略了inhist函数本省就有显示图像功能，而我又添加inshow，导致图像安放顺序不对。
3.完成完老师要求的内容之后，决定完善界面，但是发现不会设计界面
解决办法：
上网查阅资料，在MATLAB中试程序，并修改程序，最终实现界面设计，使其更美观。
七．心得体会
历时三周的课程设计拉下了帷幕，在此次课程设计我学会了许多有关MATLAB的知识。
由最开始的无从下手再到慢慢熟悉起来，这其中充满了艰辛，但是收获颇多。
虽然之前接触过MATLAB，但是却没有真正掌握这门知识，所以课程设计对我来说难度不小。
我先是学习如何设计MATLABguide用户界面，然后仔细阅读课程设计内容，明白我要完成的目标，上网查阅图像处理的资料，因为MATLAB自带许多函数，所以用起来特别得方便，于是，我仔细阅读读取图像，直方图，均衡化的函数，明白它们的用法，通过在M文件尝试，最终完成课程设计的内容。
因为之前老师在讲解课设有关事宜时，她建议我们可以完善一下界面，于是，我又学习设计界面背景的知识，使得自己设计的MATLABguide界面更加美观。
期间，我也不是一次就成功，不过不断尝试的经历让我们养成一种不断探索的科学研究精神，这对无论是今后的学习还是工作都是很有帮助的。
本次课程设计是小组合作共同完成，在很多我不懂的地方，她们都会帮助我解决问题，这样节约不少时间，使得课设进行得很顺利。
感谢这次课程设计，使我学到不少东西，加强了MATLAB这个强大软件的学习，更好地将理论应用到实践。
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