基于Matlab GUI的数字图像处理仿真平台的设计

作者：唐亮　林智慧　梁涛

来源：《数字技术与应用》2015年第07期

        摘要：处理数字图像信号的软件有很多，本文主要利用MATLAB提供的图形用户界面GUI设计数字图像处理平台。本次设计的平台实现了数字图像处理技术中常用的若干功能，该平台支持索引图像、灰度图像、二值图像等图像类型，支持BMP、GIF、JPEG等图像文件格式的显示，并具有图像处理的基本功能。该平台操作简单、容易上手，具有良好的交互性、实用性和可拓展性。

        关键词： MATLAB GUI 图像处理 平台设计

        中图分类号：TP317.4 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）07-0000-00

        1引言

        人类获取信息的途径多种多样，文字、图像、声音等，研究显示，图像信息占我们获取信息总比的70%左右，图像信息相对于文字和声音来说显得更加直观，近年来通过网络、电视等信息传播媒体获取了大量图像信息。这些信息都是通过数字图像处理，就是将图像以数字的形式保存起来，需要的时候再通过特定方式还原。随着科学技术的发展，人们逐渐将数字图像处理技术作为一项重要工具，数字图像处理技术已经在医疗、刑侦等方面得到了广泛的应用，并且已经渗透到人们的生活中。例如：卫星拍摄照片，加深我们对地球的认识与了解；大家最近比较关注的气象问题，其中也有数字图像处理的身影。

        目前处理数字图像的工具有很多，其中不乏一些十分优秀的，本文选择的是MATLAB这款美国Mathworks公司研发的工具软件，它在数学计算方面拥有着强大的功能，拥有科学计算矩阵数列的函数，在仿真任务和设计方面也毫不逊色专业的软件，而且它还能根据硬件直接生成代码，这对于数字图像处理来说十分适用，因此在相关的领域当中受到大家的一致认可与好评，在数字控制，信号处理，系统仿真等领域得到广泛应用。它与以往的面向过程的传统编程语言不同，可以直接编辑一些数学形式的程序，这样的编程方式更加符合我们的思维方式，这对于我们高效的实现自己想要实现的功能提供了便利，而且写出来的代码大家也很容易就能看懂，甚至不需要专门去学习它自带的编程语言，在以上的这些优点的基础之上，Mathworks还在不断的吸收先进的科学技术与程序算法，并且开发了功能多样的工具箱，本文设计的平台就是借助GUI图形界面编辑工具，是一种近年来国内外应用十分广泛的一种工具箱。

        2 tools模块

        本次所设计的平台有多个功能模块，本文只详细叙述tools模块。这个模块包含了对图像进行各种基本的操作，如缩放、平移、旋转等。下面将一一配图进行介绍。

        2.1缩放

        MATLAB中对图像的缩放处理可以调用工具箱中的imresize函数， 我们通过一个例子来进行说明：

        其中lena（A）表示输入图像，等号左边的lena0_5_1（B）等表示输出图像。函数的第二个参数（m）表示缩放的倍数，本例中为0.5，第三个参数method是使用哪种插值方法，默认的方法是’nearest’（最近邻插值），可以省略，还有两种插值方法分别为’bilinear’（双线性插值）和’bicubic’（双立方插值），以上对图像的缩放都是保证图像原始比例，还有一种不是按比例缩放的方法，通过设置图像的宽高值来进行缩放，调用格式的第三行就是这种方法的调用方式。具体缩放效果如图1所示。

        2.2图像平移

        图像平移是调用MATLAB提供的translate（）函数实现， 平移后的结果如图2所示，显示不全是因为坐标轴的大小。

        2.3旋转

        在这个模块当中可以我们对图像做顺时针或逆时针的旋转，关于MATLAB的图像旋转有好几种实现方法，例如上下翻转可以使用flipud（）函数来实现，但是有个前提条件，它只能对二维矩阵进行计算，所以只能先判断图像是否为灰度图像，如果不是的话，必须先对其进行降维处理，然后再翻转。结果如图3所示。

        3结语

        实践证明，本次所设计的平台操作简单、容易上手，具有良好的交互性、实用性和可拓展性。但本次设计仅仅只是简单的对图像处理技术进行了实现，没有进一步研究其中的小波理论在图像滤波和变换中的应用以及人工神经网络等在图像处理当中的应用，这些不足的地方都尚需改进，以求能够使设计的平台功能更加全面。

        参考文献

        [1]赵双双.图像的处理与识别[D].沈阳：东北大学，2004.

        [2]朱秀昌，刘峰，胡栋.数字图像处理与图像通信.北京：北京邮电大学出版社，2002：45-46.

        [3]秦襄培，郑贤中.MATLAB 图像处理宝典[M].电子工业出版社，2011.

        [4]RAFAEL C.GONZALEZ，RICHARD E.WOODS著；阮秋琦 等译.数字图像处理（第二版）[M].电子工业出版社，2003.

        [5]邓华.浅谈 Matlab 在数字图像处理中的应用[J].科技资讯，2006（8）.

        收稿日期：2015-06-23

        作者简介：唐亮（1984—），女，陕西韩城人，硕士研究生，讲师，研究方向：信号与系统。