MATLAB

数字图像处理实验报告

——基于MATLAB语言的图像处理软件

姓 名 ： 班 级 ： 学 号 ： 专 业 ： 电子信息工程

1. 设计目的

利用MATLAB的GUI程序设计一个简单实用的图像处理程序。该程序应具备图像处理的常用功能，以满足要求。

2. 设计要求（至少完成以下6项基本功能）

设计程序有以下基本功能：

1） 图像的读取、保存和程序退出（必做，可做成按钮，也可做成菜单） 2） 图像转化为灰度图像 3） 底片处理（反色） 4） 截图（必做）

5） 亮度和对比度度调节（按照设计图必做） 6） 图像的翻转与旋转（按照设计图必做） 7） 添加噪声 8） 平滑和锐化

9） 直方图均衡化处理（必做）

10） 图像的腐蚀和膨胀（按照设计图必做） 11） 边缘检测

12） 还原和撤销（选做）

3. 总体设计

软件的总体设计界面布局如上图所示，主要分为2个区域：显示区域与操作区域。

显示区域：显示原图像，以及效果图，即处理前与处理后的图像。 操作区域：通过功能键实现对图像的各种处理。

在图中可见，界面左边和下方为一系列功能按键如“转为灰度图像”、“撤销”、“还原”等等 ；界面正中部分为图片显示部分。

设计完成后运行的软件界面如下：

4.模块设计

4.1 图像的读取、保存和程序退出 4.2 图像转化为灰度图像 4.3 底片处理（反色） 4.4 截图

4.5 亮度和对比度度调节 4.6 图像的翻转与旋转 4.7 添加噪声 4.8 平滑和锐化

4.9 直方图均衡化处理 4.10 图像的腐蚀和膨胀 4.11 边缘检测 4.12 还原和撤销

5.结果分析

原图：

5.1 转为灰度图像(函数：I=rgb2gray（））

5.2 底片处理(函数：I=imcomplement（）)

5.3 截图(函数: I=imcrop())

亮度和对比度调节(亮度函数: I= imadjust() 对比度函数f=immultiply(T,p1);

f=imdivide(T,p1); ) 亮度：

对比度：

5.5 图像翻转与旋转（翻转函数：左右I=fliplr(); 上下I=flipud(); 旋转函数： I=imrotate(A,angle,method,bbox) ) 上下翻转：

左右翻转：

顺时针60度

逆时针60度

5.6 添加噪声、平滑和锐化（噪声函数：I=imnoise((I,type)）

平滑：中值滤波函数I=medfilt2()；均值滤波函数：I=conv2(T,D,'same') 锐化函数：I=fspecial('');

噪声：

平滑:

锐化：

5.7 直方图均衡化（函数J=histeq(T, map);） 灰度图：

RGB：

5.8 腐蚀和膨胀 （腐蚀函数I=imerode(T,b); 膨胀函数：I=imdilate(T,b);）

腐蚀：

膨胀：

5.9 边缘检测(函数：I=edge(I,''))

6.心得体会

之前的学习中就已经有接触过MATLAB，通过这次的实践，更加的深入了解了MATLAB这个软件的应用，熟悉和掌握了MATLAB 程序设计方法、MATLAB GUI 程序设计和MATLAB图像处理工具箱，了解了图形用户界面的制作的设计原理和一般步骤，学会了运用MATLAB工具箱对图像进行处理和分析。图形用户界面是包含图形对象如窗口、图标、菜单和文本的用户界面。

通过这次实践的锻炼，老师培养了我们独立自主解决问题的能力，在遇到难解的问题时老师能耐心的解答，才能使得作品左后的完成。

7.附录代码（带注释）

转为灰度图像：

global T % 设计全局变量T，保持初始图像路径，便于之后的撤销操作

axes(handles.axes2); T=handles.img; img=handles.img; if numel(size(img))>2 C=rgb2gray(img); else C=img; end imshow(C); handles.img=C;

guidata(hObject,handles); 底片处理： global T

axes(handles.axes2); T=handles.img;

I=imcomplement(handles.img); imshow(I); handles.img=I;

guidata(hObject,handles); 截图： global T

axes(handles.axes2); T=getimage;

x=imcrop(handles.img); imshow(x); handles.img=x;

guidata(hObject,handles); 撤销：

axes(handles.axes2); global T imshow(T); handles.img=T;

guidata(hObject,handles); 还原：

global S y=imread(S);

axes(handles.axes2); imshow(y); handles.img=y;

guidata(hObject,handles); 亮度: global T

axes(handles.axes2); T=handles.img;

prompt={'µ÷Õû±¶Êý ([0,1]:Ã÷ [1,~):°µ)'}; defans={'1'};

p=inputdlg(prompt,'input',1,defans); p1=str2num(p{1});

y=imadjust(handles.img,[ ], [ ],p1); imshow(y); handles.img=y;

guidata(hObject,handles); 对比度： global T

str=get(handles.popupmenu1,'value'); axes(handles.axes2); T=handles.img;

prompt={'ÇëÊäÈë²ÎÊý:'}; defans={'1'};

p=inputdlg(prompt,'input',1,defans); p1=str2num(p{1}); switch str case 1

f=immultiply(handles.img,p1); imshow(f); handles.img=f;

guidata(hObject,handles); case 2

f=imdivide(handles.img,p1); imshow(f); handles.img=f;

guidata(hObject,handles); end 翻转： global T

a=get(gcbo,'Value'); T=handles.img; axes(handles.axes2); switch a case 1

T=handles.img;

f=fliplr(handles.img); %左右 imshow(f); handles.img=f;

guidata(hObject,handles); case 2

T=handles.img;

f=flipud(handles.img); %上下

imshow(f); handles.img=f; guidata(hObject,handles); end 旋转： global T

a=get(gcbo,'Value'); T=handles.img; axes(handles.axes2); switch a case 1

T=handles.img;

prompt={'旋转角度:'}; defans={'0'};

p=inputdlg(prompt,'input',1,defans); p1=str2num(p{1});

f=imrotate(handles.img,-p1,'bilinear','crop'); %顺时针 imshow(f); handles.img=f;

guidata(hObject,handles); case 2

T=handles.img; prompt={'旋转角度:'}; defans={'0'};

p=inputdlg(prompt,'input',1,defans); p1=str2num(p{1});

f=imrotate(handles.img,p1,'bilinear','crop'); %逆时针 imshow(f); handles.img=f;

guidata(hObject,handles); end; 噪声： global T

a=get(gcbo,'Value'); T=handles.img; axes(handles.axes2); switch a case 1

T=handles.img;

prompt={'数日椒盐噪声参数1:'}; defans={'0.02'};

p=inputdlg(prompt,'input',1,defans); p1=str2num(p{1});

f=imnoise(handles.img,'salt & pepper',p1);

imshow(f); handles.img=f;

guidata(hObject,handles); case 2

T=getimage;

prompt={'输入高斯噪声1:','输入高斯噪声2'}; defans={'0','0.02'};

p=inputdlg(prompt,'input',1,defans); p1=str2num(p{1}); p2=str2num(p{2});

f=imnoise(handles.img,'gaussian',p1,p2); imshow(f); handles.img=f;

guidata(hObject,handles); case 3

T=getimage;

prompt={'输入乘性噪声1:'}; defans={'0.02'};

p=inputdlg(prompt,'input',1,defans); p1=str2num(p{1});

f=imnoise(handles.img,'speckle',p1); imshow(f); handles.img=f;

guidata(hObject,handles); end; 平滑： global T

a=get(gcbo,'Value'); T=handles.img; axes(handles.axes2); switch a case 1

T=getimage;

T=medfilt2(handles.img); imshow(T); handles.img=T;

guidata(hObject,handles); case 2

T=getimage; T=double(T)/255; D=ones(3)/9; k=conv2(T,D,'same'); imshow(k); handles.img=k;

guidata(hObject,handles); end; 锐化： global T

a=get(gcbo,'Value'); T=handles.img; axes(handles.axes2); switch a case 1

T=getimage; H=fspecial('sobel'); BW=filter2(H,T); imshow(BW) handles.img=T;

guidata(hObject,handles); case 2

T=getimage; H=fspecial('log'); BW=filter2(H,T); imshow(BW) handles.img=T;

guidata(hObject,handles); case 3

T=getimage;

H=fspecial('Laplacian'); BW=filter2(H,T); imshow(BW) handles.img=T;

guidata(hObject,handles); case 4

T=getimage;

H=fspecial('Prewitt'); BW=filter2(H,T); imshow(BW) handles.img=T;

guidata(hObject,handles); case 5

T=getimage; T=double(T); w1=[-1 0;0 1]; w2=[0 -1;1 0];

G1=imfilter(T,w1,'corr','replicate'); G2=imfilter(T,w2,'corr','replicate'); BW=abs(G1)+abs(G2); imshow(BW,[]);

handles.img=T;

guidata(hObject,handles); end;

灰度图像(直方图均衡化): global T

axes(handles.axes2); T=handles.img; imshow(T);

J=histeq(T,64); imshow(J); guidata(hObject,handles); RGB图像（直方图均衡化）： global T

axes(handles.axes2); T=handles.img; RGB=handles.img; R=RGB(:,:,1); G=RGB(:,:,2); B=RGB(:,:,3);

G1(:,:,1)=histeq(R); G1(:,:,2)=histeq(G); G1(:,:,3)=histeq(B); imshow(G1); handles.img=G1;

guidata(hObject,handles); 腐蚀： global T

axes(handles.axes2); T=handles.img;

b = strel('square',3); f=imerode(handles.img,b); b=strel('ball',3,3); imshow(f); handles.img=f;

guidata(hObject,handles); 膨胀： global T

axes(handles.axes2); T=handles.img;

b = strel('square',3); f=imdilate(handles.img,b); b=strel('ball',3,3); imshow(f); handles.img=f;

guidata(hObject,handles);

边缘检测： global T

a = get(gcbo,'Value'); T=handles.img; axes(handles.axes2); switch a case 1

BW = edge(T,'sobel');

axes(handles.axes2); axes1 = imshow(BW); case 2

BW = edge(T,'prewitt');

axes(handles.axes2); axes1 = imshow(BW); case 3

BW = edge(T,'canny');

axes(handles.axes2); axes1 = imshow(BW); case 4

BW = edge(T,'Roberts');

axes(handles.axes2); axes1 = imshow(BW); case 5

BW = edge(T,'log');

axes(handles.axes2); axes1 = imshow(BW); end; 载入图像：

[filename,pathname]=uigetfile({'*.jpg';'*.bmp';'*.tif'},'选择图片'); str=[pathname filename]; global S S=str;

A=imread(str);

set(handles.axes1,'HandleVisibility','ON'); axes(handles.axes1); imshow(A);

set(handles.axes1,'HandleVisibility','OFF'); axes(handles.axes2); imshow(A);

cla(handles.axes2); handles.img=A;

guidata(hObject,handles); 保存图像：

[sfilename,sfilepath]=uiputfile({'*.jpg';'*.bmp';'*.tif';'*.*'},'±£´æͼÏñÎļþ','untitled.jpg

');

if ~isequal([sfilename,sfilepath],[0,0]) sfilefullname=[sfilepath,sfilename]; imwrite(handles.img,sfilefullname); else

msgbox('取消保存','保存失败'); end 退出： clc; close all; close(gcf); clear;