图片处理论文信号与信息处理论文.docVIP

图片处理论文信号与信息处理论文 凝胶图片二值化处理 　摘要:该文使用3×3模板中值滤波方法对凝胶图像进行噪声去除,使用Sobel算子进行锐化,使用3×3模板进行二值化。结果表明,经过该文处理后,有效地防止了干扰信息的误判,且凝胶图片条带位置信息准确,为进一步处理提供了较好的基础。 　　关键词:凝胶图片;Sobel算子;二值化 　　Binary Processing of Gel Image 　　RONG Jian, ZHANG Qing-hui, XU An-pai 　　(Southwest Forestry College, Kunming 650224, China) 　　Abstract: For Gel image, median filtering with 3×3 template is used for noise suppression, Sobel arithmetic operators is used for sharpening and 3×3 template is used for binary process. It is that interference is avoided and the location is exact. 　　Key words: Gel image; Sobel operator; binary process 　　凝胶成像系统广泛用于生物实验,是科研人员重要的观测工具,它具有直观、方便存储等优点。传统读图方法采用人工肉眼读取图片信息,费时费力。采用分子技术与计算机技术的结合,即分子标记技术与提取程序化、电泳胶片分析自动化、信息(数据)处理计算机化的结合,必将加速遗传图谱的构建、基因定位、基因克隆、物种亲缘关系鉴别及与人类相关的致病基因的诊断和分析。一般地,凝胶图片是灰度图像,对凝胶图片进行二值化处理,对凝胶图像信息自动提取具有重要意义。 　　1 基本原理 　　1.1 噪声去除 　　凝胶图片采用数码相机拍摄,一般是灰度图像,由于紫外光线照射角度,凝胶制作等因素,会产生噪声。图像去除噪声的方法较多,本文中采用中值滤波器和梯度锐化滤波器进行处理。 　　中值滤波器是非线性平滑滤波,在一定的条件下可以克服平均值滤波等带来的图像细节模糊问题,而且对过滤脉冲干扰及图像扫描噪声非常有效。中值滤波器采用一个基数点的滑动窗口,将窗口中心点的值用各点的中值代替。常见的滑动窗口采用3×3,5×5等奇数点范本[1-2]。 　　1.2 锐化 　　采用中值滤波后,图像部分细节会变模糊,因此要对图像进行锐化处理。常见的锐化方法是梯度操作数法和拉普拉斯操作数法[3-5]。 　　对灰度图像f(x,y),在其(x,y)上的梯度可以定义一个二维向量: 　　向量的模值GM〔f(x,y)〕定义为: 　　对于数字图像,上式计算量大,因此采用差分方法近似。 　　常见的近似操作数有Roberts操作数、Sobel操作数和Prewitt等。其中Roberts操作数采用2×2范本,Sobel操作数和Prewitt操作数采用3×3范本。 　　 (a)(b)(a)(b) 　　 图1 Sobel操作数范本 图2 Prewitt操作数范本 　　1.3 二值化处理 　　对于灰度图像,可以进行二值化处理,将图像变成黑白图像。本文中二值化采用3×3模板,灰度图像在点(x,y)处的灰度值记为f(x,y),定义: 　　如果th≥6,则G(i,j)=0;否则G(i,j)=255。 　　2 实验结果 　　本文中采用3×3奇数点模板进行中值滤波,滤波之后,使用Sobel操作数进行水平方向的锐化处理,然后再使用3×3模板进行二值化处理。处理过程如图3所示。 　　图4是凝胶图像的原始图像,一般使用数码相机拍摄为灰度图片,并附加了一些噪声。对原始图像进行中值滤波后,可以滤除部分噪声。噪声滤除能力与所选模板大小相关,模板越大,噪声滤除能力越强,但图像越模糊。图5是中值滤波后的图像,中值滤波采用3×3奇数点模板进行中值滤波,图像边缘有些模糊,但凝胶条带信息并没有破坏。图6是使用Sobel操作数进行水平方向的锐化处理后的图像,锐化后,条带拖尾的现象得到很好的抑制,条带信息并未丢失。图7是使用Matlab标准函数产生的二值图像,图8是使用3×3矩阵进行二值化得到的图像。图7与图8比较可以看出,图8更能准确表示凝胶条带的信息,条带图谱更较清晰,采用3×3模板进行二值化,图像边缘略有展宽,条带位置更加清晰准确。 　　3 结束语 　　本文通过对凝胶图像进行中值滤波、锐化后,并使用3×3矩阵进行二值化处理,二值化图像较好地反映了凝胶条带的信息。使用3×3矩阵进行二值化,有效地防止了干扰信息的误判,尽管条带略有展