matlab做交互作用图,MatlabMatlab工程应用案例精要.ppt
第11章 MATLAB工程 应用案例 * 本章学习目标 了解利用MATLAB进行语音信号处理的方法 理解直方图均衡化和直方图规定化的基本原理 掌握利用MATLAB进行直方图修正的图像增强方法 * 主要内容 11.1 MATLAB在语音信号处理中的应用 11.2 MATLAB在图像直方图均衡中的应用 * 11.1 MATLAB在语音信号处理中的应用 11.1 设计要求 录制一段自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图；根据滤波需要确定滤波器的性能指标，采用窗函数法设计FIR数字滤波器，并画出滤波器的频率响应；然后用自己设计的滤波器对采集的信号进行滤波，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化；回放语音信号，体会滤波效果。 * 11.1.2语音信号的采集 利用Windows下的录音机，录制一段自己的话音，时间在1 s内。然后在Matlab软件平台下，利用函数wavread对语音信号进行采样，记住采样频率和采样点数。 * 11.1.3语音信号的频谱分析 绘制所录制语音信号的时域波形，然后对语音号进行快速傅里叶变换，得到信号的频谱特性。 * 11.1.4设计滤波器 要滤除信号两旁的噪声，需要利用一个带通滤波器 * 利用所设计的带通滤波器对语音信号进行滤波 * 通过带通滤波器后信号谱线两边的噪声得到了很好的滤除。但在两根谱线之间还留有噪声，为了更好的得到去噪效果，需要再设计一个带阻滤波器对信号进行第二次滤波。 * 用所设计的带阻滤波器对信号进行第二次滤波 * 11.2 MATLAB在图像直方图均衡 中的应用 * 11.2.1 预备知识 图像增强是图像处理的基本内容之一。图像增强是指按特定的需要突出一幅图像中的某些信息，同时，削弱或去除某些不需要的信息的处理方法。图像增强的目的是使图像的某些特性方面更加鲜明、突出，使处理后的图像更适合人眼视觉特性或机器分析，以便于实现对图像的更高级的处理和分析。直方图均衡是一种简单而有效地图像增强方法。 11.2.2 直方图变换的基本原理 一般情况下，如果图像的灰度分别集中在较窄的区间，会引起图像细节的模糊，为了使图像细节清晰，并使一些目标得到突出，达到增强图像的目的，可通过改善各部分亮度的比例关系，即通过直方图的方法来实现。 * 直方图表示了数字图像中每一灰度级与其出现频数(该灰度像素数目)间的统计关系。用横坐标表示灰度级，纵坐标表示频数。直方图能给出该图像的大致描述，如图像的灰度范围、灰度级的分布、整幅图像的平均亮度等。灰度级在[0,L-1]范围内的数字图像的直方图是离散函数 ，经常是用图像的像素总数n除它的每一个值得归一化的直方图，因此归一化的图像灰度统计直方图可表示如下： * * * 如上所示的是不同场景下获得的图像和对应的直方图，注意到在暗色图像中，直方图的组成成分集中在灰度级低(暗)的一侧；反之，明亮的图像的直方图集中在灰度级高(亮)的一侧。动态范围偏小，也就是对比度小，这种图像直方图集中于灰度级的中部，而动态范围正常的图像直方图的成分覆盖了灰度级很宽的范围。直观上说。如果一幅图像其像素占有全部可能的灰度级并且分布均匀，则图像有高的对比度和多变的灰度色调，也就是说可以通过改变直方图的形式来达到增强图像对比度的效果。这种方法是以概率论为基础的，常用的方法有直方图均衡化和直方图规定化。 * 11.2.3 直方图均衡 直方图均衡又称为直方图平坦化，是将已知灰度概率密度分布的图像，经过某种变换变成一幅具有均匀灰度概率密度分布的新图像，其结果是扩展了象元取值的动态范围，从而达到增强图像整体对比度的效果。 第 灰度级出现的概率为 此时变换函数可表示为 * 根据原图像的直方图统计值就可算出均衡化后各象元的灰度值，以256级灰度图像为例说明直方图均衡化算法： (1)统计原始灰度图像的直方图的各灰度级 的像素 (k=0,1,…,255)； (2)用 计算原始直方图； (3)用(2)的计算结果来计算累计直方图 * (4)取整 ，N=256； (5)建立映射对应关系 ， k=0,1,…,255
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