分类号密级中国地质大学（北京）本科毕业设计题目基于MATLAB的图像增强技术的研究英文题目Image Enhancement TechnologyResearch Based On MATLAB学生姓名胡韬院（系）信息工程学院专业电子信息工程学号1010093221 指导教师傅平职称副教授二零一三年五月中国地质大学（北京）本科毕业设计（论文）任务书课题信息：课题性质：设计√论文课题来源：教学√科研生产其它发出任务书日期：2012年12月7日指导教师签名：年月日摘要数字图像处理是一门新兴技术，随着计算机硬件的快速发展，使得数字图像的实时处理已经成为可能，同时由于数字图像处理的各种算法的出现，使其处理速度越来越快，能更好的为人们服务。
数字图像处理是一种通过计算机采用一定算法对图形图像进行处理的技术。
这项技术已经在各个领域上都有了比较广泛的应用。
数字图像处理的信息量很大，对处理速度的要求也很高。
MATLAB以其强大的运算和图形展示功能，使得图像处理变得更加简单和直观。
本文介绍了MATLAB 语言的特点,基于MATLAB的数字图像处理环境，并介绍了传统的空间域和频率域的图像增强方法，此外还介绍了一种基于小波变换的图像增强技术，同时针对这些数字图像处理的原理进行概述。
最后，利用MATLAB对空间域、频率域和小波阀值去噪进行仿真和分析，通过仿真图对比，得到很好的实验效果，通过对比，表明小波变换进行去噪相对于传统图像处理方法的优越性，具有很强的研究意义。
关键词：数字图像处理；MATLAB；小波阀值去噪；小波变换ABSTRACTDigital image processing is an emerging technology, with the rapid development of computer hardware, real-time processing of digital image has become possible due to the emergence of digital image processing algorithms at the same time, making it faster and faster processing speed, better for People services .Digital image processing is a computer graphics image processing technology using a certain algorithm. This technology has a wide range of applications in various fields. Digital image processing of large amount of information, the processing speed is also high. MATLAB with its powerful computing and graphics display functions, so that it make image processing becomes easier and more intuitive. This article describes the features of the MATLAB language, MATLAB-based digital image processing environment, and describes the spatial and frequency domain image enhancement methods, besides, based on wavelet transform image enhancement technology and both of these digital images processing overview principle. Finally, the use of MATLAB simulation and analysis of the spatial domain, frequency domain and wavelet threshold de-noising, Simulation and comparison, good test results, by contrast, that the wavelet transform de-noising relative to the conventional image processing method is superior , has a strong significance.Keywords: digital image processing；MATLAB；wavelet threshold de-noising；wavelet transform目录1 绪论 (1)1.1 课题研究的目的及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 本文研究内容 (2)2 数字图象处理的简介 (3)2.1 何为数字图像 (3)2.1.1 采样 (3)2.1.2 量化 (3)2.1.3 编码 (3)2.1.4 采样与量化参数的选择 (3)2.2 数字图像处理概述 (4)2.2.1 概念 (4)2.2.2 研究内容 (4)2.2.3 基本特点 (5)2.2.4 主要应用 (5)3 MA TLAB基础知识介绍 (6)3.1 MATLAB简介 (6)3.2 MATLAB的发展历程 (6)3.3 MATLAB的组成 (6)3.3.1 MA TLAB主包组成 (7)3.4 MATLAB的语言特点 (7)3.5 MATLAB在图像处理中的应用 (8)4 传统方法图像增强 (9)4.1 内容简介 (9)4.2 基于空间域图像增强 (9)4.2.1 增强对比度 (10)4.2.2 图像求反 (11)4.3 空间域滤波增强 (11)4.3.1 基本原理 (11)4.3.2 线性平滑滤波器 (12)4.3.3 非线性平滑滤波器 (13)4.3.4 线性锐化滤波器 (13)4.4 基于频率域图像增强 (14)4.4.1 基本原理 (14)4.4.2 低通滤波 (14)4.4.3 高通滤波 (15)5 小波分析法图像增强 (17)5.1 小波分析法的介绍 (17)5.2 小波变换与傅里叶变换 (18)5.3 小波变换基本理论 (18)5.3.1 一维连续小波变换（CWT） (18)5.3.2 一维离散小波变换（DWT） (19)5.3.3 二维连续小波变换 (20)5.3.4 二维离散小波变换 (20)5.4 小波变换的多尺度分析 (20)5.5 基于小波变换的图像增强 (20)5.5.1 小波变换图像增强原理 (21)5.5.2 非线性增强 (22)5.5.3 图像钝化 (22)5.5.4 图像锐化 (23)5.5.5 基于小波变换的图像阀值去噪 (23)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录 (28)1 绪论1.1 课题研究的目的及意义数字图像处理（Digital Image Processing），即是利用计算机或者其他数字硬件对从图像信息转换而得到的电信号再进行某些数学运算，以提高图像的实用性。
例如去掉图像的噪声，抽取图像中的一些目标的轮廓，图像的勾边处理，提取图像中的特征以及把黑白图像映射为彩色图像等技术。
总的来说，数字图像处理包括点运算、几何处理、图像增强、图像复原、图像形态学处理、图像编码、图像重建、模式识别等。
本文主要研究图像增强技术。
图像增强的目的是改善图像的视觉效果，并把图像处理成为适于计算机分析或控制的某种形式。
为了适应各种用途，图像增强需要采取各种技术手段综合处理，而且针对不同用途，处理手段也大相径庭。
为满足图像增强，图像往往要发生畸变。
图像增强包括的内容广泛。
在图像处理系统中，图像增强技术作为预处理部分的基本技术，是系统中十分重要的一环。
迄今为止，图像增强技术己经广泛用于军事、地质、海洋、森林、医学、遥感、微生物以及刑侦等方面。
Math Work公司推出的MATLAB软件是我们研究这门课题主要使用工具。
应用MATLAB丰富、实用、高效的指令及模块以及友好的界面，可以使人较快地认识、理解图像处理的相关概念，并逐步掌握数字图像信号处理的基本方法，进而够解决相关工程和科研中的问题。
通过对传统图像处理的方法和基于小波变换的图像处理方法的研究学习，以及仿真对比，得出小波变换法在图像增强处理中的相比于空间域和频率域处理方法的优势。
1.2 国内外研究现状早在20世纪60年代起，计算机技术就已经进入指纹识别和鉴定领域，美、日、英、法本等计算机发达的国家先后研制出各具特色的自动识别指纹系统，开辟了指纹鉴定新的途径。
如今，计算机指纹识别技术在我们生活中已经开始发挥着越来越重要的作用，同时它已经在司法、数字加密、电子商务、金融安全等各个领域得了广泛而良好的应用。
虽然我国直到20世纪80年代才开始进行指纹自动识别系统的研究，但目前已经取得了令人瞩目的进展。
清华大学、北京大学、吉林大学、哈尔滨工业大学、公安部第二研究所、北京市公安局刑事科学技术研究所等单位都获得了不少研究的成果，并设计出一些自动化或半自动化的指纹鉴定系统。
特别值得提及的是，北京大学研制的指纹自动鉴定系统现在已经走向成熟，并走进了国际市场。
总体来说，图像处理技术的发展大致经历了初创期、发展期、普及期和实用化期4个阶段。
初创期开始于20世纪60年代，当时的图像采用像素型光栅对其进行扫描显示，大多数采用中、大型机进行处理。
然而，在这一时期，由于图像存储成本和处理设备造价高，因而其应用面很窄。
70年代进入发展期，这时开始大量采用大型机进行处理，图像处理也逐渐改用光栅扫描显示方式，特别是出现了CT和卫星遥感图像，这对图像处理技术的发展起到了非常好的促进作用。
到了80年代，图像处理技术逐渐进入普及期，此时的计算机己经能够承担起图形图像处理的任务。
VLSI的出现使得处理速度大大提高，而造价却进一步降低，这极大的促进了图像系统的普及和应用。
图像增强是图像处理的其重要组成部分，传统的图像增强方法对于改善图像质量发挥了其重要作用。
随着对图像增强技术研究的不断深入和发展,新的图像增强方法不断出现。
图像增强的方法可以大致可分为两类，一类是空间域处理方法，一类是频率域的处理法。
空间域法基本上是以灰度映射为基础直接对图像的像素进行处理，映射变换取决于图像的特点和增强的目的。