数字图像锐化算法的研究与实现..docVIP

数字图像锐化算法的研究与实现 计算机与信息科学学院 计算机科学与技术专业 指导教师 摘 要：图像的锐化是数字图像处理的最基本的方法之一。图像的锐化是为了突出图像总体的细节或者增强被模糊地细节。本文综述了数字图像锐化的研究现状及图像锐化的基本概念、原理和介绍了几种图像锐化常用的算子的基本思想及步骤。最后采用Matlab软件进行了实验，比较了图像在不同锐化算子下产生的各种效果。 关键词：图像锐化； Roberts算子；Sobel算子；Laplacian算子 Abstract：The image sharpening is one of the most basic method of digital image processing. Image sharpening is to highlight overall image detail or is to enhance vague details. This paper reviews the research status of image sharpening and The basic concepts and principles of image sharpening and Introduces several common image sharpening operator basic idea and steps. Finally, experiments using Matlab software, compared to a variety of effects on different image sharpening operator generated. Key words：Image sharpening；Roberts operator；Sobel operator；Laplacian operator 1 引言 1.1 数字图像处理 数字图像处理（Digital Image Processing）又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。最早出现于20世纪50年代 ，当时的电子计算机已经发展到一定水平，人们开始利用计算机来处理图形和图像信息，数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期[1]。图像处理的基本目的是改善图像的质量。它以人为对象，改善人的视觉效果为目的。图像处理中，输入的是质量低的图像，输出的是改善质量后的图像，常见的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。目前数字图像处理的应用越来越广泛，已经渗透到工业、医疗保健、航空航天、军事等各个领域，在国民经济中发挥越来越大的作用，其中最典型的应用是在通信工程中的应用。数字图像处理技术目前发展很快，不过在标准化处理方面还得继续发展和研究。与此同时，图像处理技术在许多应用领域受到广泛重视并取得了重大的开拓性成就，使图像处理成为一门引人注目、前景远大的新型学科。随着图像处理技术的深入发展，随着计算机技术和人工智能、思维科学研究的迅速发展，数字图像处理更高、更深层次发展[2]。 1.2 数字图像锐化的研究现状及方法 数字图像锐化算法虽然只是数字图像处理知识中很小的一部分，但是也是必不可少的一部分，在日常生活和工作中，数字图像锐化算法对图像处理的应用和处理提供了便利的渠道。 数字图像经过转换和传输后，难免会产生模糊。图像锐化的主要目的在于补偿图像边缘轮廓、突出图像的边缘信息以使图像显得更为清晰，从而符合人类的观察习惯。图像锐化的实质是增强原图像的高频分量[3]。边缘和轮廓一般位于灰度突变的地方，因此和自然地利用灰度差分提取出来。由于边缘和轮廓在一幅图中常常具有任意方向，而差分运算是有方向性的，因此和差分方向一致的边缘和轮廓便检测不出来[4]。因而希望找到一些各向同性的检测算子，它们对任意方向的边缘和轮廓都有检测能力，具有这钟性质的锐化算子有Roberts算子、Prewitt算子、Sobel算子、Laplacian算子等微分算子。本次设计就是利用Matlab实现图像边缘检测，具体的是利用Matlab针对Roberts算子、Prewitt算子、Sobel算子、Laplacian算子实现边缘检测的功能[5]。 数字图像锐化的研究意义 本论文研究的就是以当前流行的Matlab软件开发环境为基础，对数字图像进行锐化处理的研究与实现。讨论数字图像锐化处理的原理和目的，分析不同算子的优缺点和应用场合，并且基于Matlab实现四种算子的图像锐化处理。希望可以为解决实际的数字图像锐化处理提供有益的帮助；并通过这此次毕业设计，综合运用数字图像处理、Matlab软件以及其他有关先修课程的理论和生产实际知识去分析和解决具体问题，使所学知识得到