基于MATLABGUI的图像滤波器的设计介绍.doc

课程设计报告 题 目： 图像滤波器的设计 学生姓名： 刘瑞 学生学号： 1114030118 系 别： 电气信息工程学院 专 业： 通信工程 届 别： 15届 指导教师： 陈帅 电气信息工程学院制 2014年6月 图像滤波器的设计 学生：刘瑞 指导教师：陈帅 电气信息工程学院 通信工程专业 1 目的与要求 1.1目的：利用MATLAB的GUI程序设计一个简单实用的图像处理程序。该程序具备1.2中所述的图像处理功能，以满足本次设计要求。 1.2要求：设计一个MATLAB图形界面，可以选择输入图像文件，对图形文件进行多种加噪声，设计滤波器进行滤波处理，并显示结果。 2 方案制定 2.1 设计原理：本设计利用MATLAB软件设计图像界面以实现相应功能，图像界面，简称GUI，是一种提供人机交互的工具和方法。MATLAB的GUI为开发者提供了一个不脱离MATLAB的开发环境，有助于MATLAB程序的GUI集成。在MATLAB中的GUIDE就是图像用户界面开发环境，它向用户提供了一系列的创建用户图像界面的工具。这大大简化了GUI设计和生成的过程。 2.2 功能分析 设计要求该图形界面可以选择输入图像文件，可使用GUI中的“Push Button”按键或是通过工具条中的“Menu Editor”设计相应功能。本次设计采用后者实现。在满足基本要求下，添加“保存图像”和“退出”两项菜单功能。 通过三种噪声（椒盐、高斯、乘性）和两种滤波器（高通、低通）对图像进行加噪声和滤波处理。 噪声是不可预测的，只能用概率方法来认识的随机误差。三种噪声特性见4.2小节。 低通滤波器的功能是让低频率通过而滤掉高频，其作用是过滤包含在高频中的噪声。所以低通滤波器的效果是图像去噪声平滑增强，但同时也抑制图像的边界，造成图像模糊。对于大小M*N的图像，频率点为（u,v）） （1） 高通滤波器是抑制低频，让高频分量通过，其作用是使图像得到锐化处理，突出图像边界。高通滤波器的产生公式为 （2） 设计两个显示图像的窗口，一个用于显示原始图像，另一个用于显示处理后的图像。 3 界面设计 3.1 设计界面 设计界面分为显示区域与操作区域两部分。 显示区域用于显示载入的图像和处理后的图像，操作区域用于实现图像的选取和处理。设计完成后运行的软件界面如图1所示。 图1 设计界面 3.2菜单界面 通过“Menu?Editor”创建如下菜单，通过以下菜单来选择输入图形文件并做相应处理，如图2所示 图2 菜单界面 4具体设计 4.1菜单 4.1.1 载入图像 载入图像时，通过对话框的形式来选择文件，通过uigetfile函数来实现，调用的格式为[filename,pathname]=uigetfile ({*.jpg;*.bmp;*.gif}, 载入图像).通过file=[pathname filename]; x=imread(file)读取选中的图像，通过imshow(x)在显示区域上显示图像。如图3、图4所示。其中图3为程序运行时弹出的选择图像对话框，图4为载入图像后的图形界面。 图3 载入图像对话框 图4 载入图像 4.1.2保存图像 保存图像时，通过“uiputfile”、“imwrite”函数实现。 [sfilename ,sfilepath]=uiputfile({*.jpg;*.bmp;*.gif;*.*},保存图像,untitled.jpg)实现选择图像文件保存的路径与格式；然后，通过sfilefullname=[sfilepath,sfilename];imwrite(handles.img,sfilefullname);实现对图像的保存。 4.1.3退出 退出程序，可通过clc;close all;close(gcf);clear;实现 4.2 加噪声 设计中，可以通过函数imnoise()给图像添加噪声，调用格式为f=imnoise(I,type,parameters);其中I指要添加噪声的图像，type为噪声类型，parameters为对应噪声的参数。 4.2.1椒盐噪声 椒盐噪声又称双极脉冲噪声，其概率密度函数为： （3）