Ｄ
ＯＩ
：
１
０．１６７９１
／
ｊ
．ｃｎｋｉ．ｓ
ｊｇ
．２０１９．０２．０３４
基于
Ｍａｔ
ｌａｂ
ＧＵＩ
的数字图像处理仿真
平台设计与开发
王文成
，
李
健
，
王
瑞兰
，
吴小进
，
孙学岩
（
潍坊学院 信息与控制工程学院
，
山东
潍坊
２６１０６１
）
摘
要
：
分析了
“
数字图像处理
”
课程教学中存在的突出问题
，
提出基于
Ｍａｔｌａｂ
ＧＵＩ
工具数字图像处理实验
仿真平台的设计方案
。
介绍了系统框架设计的整体
思路
、
各个子模块开发的关键技术和交互式界面的构建
。
该实验平台既可用于课堂教学演示
，
又可用于学生实验
，
能够提供更好的实际体验
，
切实增强学生的 实践能
力和创新能力
。
关键词
：
数字图像处理
；
仿真实验平台
；
Ｍ
ａｔｌａｂ
；
中图分类号
：
ＴＰ３１７．４
；
Ｇ６４２
文献标识码
：
Ａ
文章编号
：
１００２－４９５６
（
２０１９
）
０２－０１４１－０４
Ｄｅｓ
ｉ
ｇ
ｎ
ａｎｄ
ｄｅｖｅｌｏ
ｐ
ｍｅｎｔ
ｏｆ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ｐ
ｌａｔｆｏｒｍ
ｆｏｒ
ｄｉ
ｇ
ｉｔａｌ
ｉｍａ
ｇ
ｅ
ｐ
ｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ
ｂａｓｅｄ
ｏｎ
ＭＡＴＬＡＢ
ＧＵＩ
ＷＡＮ
Ｇ
Ｗｅｎｃｈｅｎ
ｇ
，
ＬＩ
Ｊｉａｎ
，
ＷＡＮＧ
Ｒｕｉｌａｎ
，
ＷＵ
Ｘｉａｏ
ｊ
ｉｎ
，
ＳＵＮ
Ｘｕｅ
ｙ
ａｎ
（
Ｃｏｌ
ｌｅ
ｇ
ｅ
ｏｆ
Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ａｎｄ
Ｃｏｎｔｒｏｌ
Ｅｎ
ｇ
ｉｎｅｅｒｉｎ
ｇ
，
Ｗｅｉｆａｎ
ｇ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ
ｙ
，
Ｗｅｉｆａｎ
ｇ
２６１０６１
，
Ｃｈｉｎａ
）
Ａｂｓｔｒａｃｔ
：
Ｔｈｅ
ｏｕｔｓｔａｎｄｉｎ
ｇ
ｐ
ｒｏｂｌｅｍｓ
ｅｘｉｓｔｉｎ
ｇ
ｉｎ
ｔｈｅ
ｔｅａｃｈｉｎ
ｇ
ｏｆ
“
Ｄｉ
ｇ
ｉｔａｌ
ｉｍａ
ｇ
ｅ
ｐ
ｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ
”
ａｒｅ
ａｎａｌ
ｙ
ｚｅｄ
ａｎｄ
ａ
ｄｅｓｉ
ｇ
ｎ
ｓｃｈｅｍｅ
ｏｆ
ｔｈｅ
ｅｘ
ｐ
ｅｒｉｍｅｎｔａｌ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ｐ
ｌａｔｆｏｒｍ
ｆｏｒ
ｄｉ
ｇ
ｉｔａｌ
ｉｍａ
ｇ
ｅ
ｐ
ｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ
ｂａｓｅｄ
ｏｎ
ＭＡＴＬＡＢ
ＧＵＩ
ｔｏｏｌ．Ｔｈｅ
ｏｖｅｒａｌｌ
ｉｄｅａ
ｏｆ
ｔｈｅ
ｓ
ｙ
ｓｔｅｍ
ｆｒａｍｅｗｏｒｋ
ｄｅｓｉ
ｇ
ｎ
，
ｋｅ
ｙ
ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇ
ｉｅｓ
ｏｆ
ｅａｃｈ
ｓｕｂ
－
ｍｏｄ
ｕｌｅ
ｄｅｖｅｌｏ
ｐ
ｍｅｎｔ
ａｎｄ
ｔｈｅ
ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
ｏｆ
ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ
ｉｎｔｅｒｆａｃｅ
ａｒｅ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｉｓ
ｅｘ
ｐ
ｅｒｉｍｅｎｔａｌ
ｐ
ｌａｔｆｏｒｍ
ｃａｎ
ｂｅ
ｕｓｅｄ
ｎｏｔ
ｏｎｌ
ｙ
ｆｏｒ
ｃｌａｓｓｒｏｏｍ
ｔｅａｃｈｉｎ
ｇ
ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ
，
ｂｕｔ
ａｌｓｏ
ｆｏｒ
ｓｔｕｄｅｎｔｓ
’
ｅｘ
ｐ
ｅｒｉｍｅｎｔｓ
，
ｗｈｉｃｈ
ｃａｎ
ｐ
ｒｏｖｉｄｅ
ｂｅｔｔｅｒ
ｐ
ｒａｃｔｉｃａｌ
ｅｘ
ｐ
ｅｒｉｅｎｃｅ
ａｎｄ
ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌ
ｙ
ｅｎｈａｎｃｅ
ｓｔｕｄｅｎｔｓ
’
ｐ
ｒａｃｔｉｃａｌ
ａｎｄ
ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ
ａｂｉｌｉｔ
ｙ
．
Ｋｅ
ｙ
ｗｏｒｄｓ
：
ｄｉ
ｇ
ｉｔａｌ
ｉｍａ
ｇ
ｅ
ｐ
ｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ
；
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ｅｘ
ｐ
ｅｒｉｍｅｎｔａｌ
ｐ
ｌａｔｆｏｒｍ
；
Ｍａｔ
ｌａｂ
收稿日
期
：
２０１
８
－
０８
－
１０
修改日
期
：
２０１
８
－
１０
－
１０
基
金项
目
：
教育部产学合作协同育人项目
（
２０１７０１０６２０２３
）；
山东省本科
高校教学改革研究项目
“
工程教育专业认证背景下电子信息
工程专业创新人才培养模式的研究与探索
”；
潍坊学院教研
项目
（
２
０１
５０２
）
作者简
介
：
王文成
（
１９７
９
—），
男
，
山
东潍
坊
，
博士
，
教授
，
主要研究方向为
机器视觉与智能检测技术
．
“
数字图
像处理
”
课程是学生学习机器视觉技术的
基础和电子信息工程
、
自动化等专业的核心课程
。
该
课程涉及内容较多
，
不但要讲授基本概念
、
基本原理和
基本方法
，
还要培养学生的实践能力
［
１
－
６
］
。
传统的
先课
堂理论
、
后实验实践的授课方式将理论和实践教学隔
离
，
教学效果不够好
。
因此
，
开发能够在课堂教学过程
中操作的数字图像处理演示平台就成为教学的
需要
［
７
－
１０
］
。
Ｍａｔ
ｌａｂ
属于美
国
Ｍａｔ
ｈＷｏｒｋｓ
公司开
发的数学软
件
，
快捷的编程方式深得科研工作者的喜爱
。
特别是
Ｍａｔ
ｌａｂ
中的
ＧＵＩ
（
ｇ
ｒａ
ｐ
ｈｉｃａｌ
ｕｓｅｒ
ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ
）
工具为
人
机交互界面的设计提供了方便
，
提高了软件开发的效
率
。
本文利用
Ｍａｔ
ｌａｂ
ＧＵＩ
和
Ｉｍａ
ｇ
ｅ
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ
Ｔｏｏｌ
－
ｂｏｘ
，
基于模块化的思想
，
构
建了数字图像处理实验平
台
。
该平台的设计充分考虑人机交互的友好性和可扩
展性
，
使学生能够直观感受图像处理算法的效果
，
并可
以对算法进行修改和扩展
，
提高了教学的灵活性和学
生的创新能力
［
１１
－
１２
］
。
１
仿真平台设计思路
基于
Ｍａｔ
ｌａｂ
ＧＵＩ
的数字
图像处理仿真平台集成
了
“
数字图像处理
”
课程理论教学和实验教学的
６
个主
要模块
：
图像变换
、
图像增强
、
图像滤波
、
边缘检测
、
图
像分割和综合案例
。
由于理论教学涵盖的内容较多
，
因此各模块还分别拆分出了不同功能的子模块
，
在平
台的主界面中点击就可打开相应子模块界面
。
如果学
生需要增减模块或调整主界面的外观
，
可以通过修改
ＩＳＳ
Ｎ
１００２
－
４９５
６
ＣＮ１１
－
２０３
４
／
Ｔ
实
验
技
术
与
管
理
Ｅｘ
ｐ
ｅｒ
ｉｍｅｎｔａｌ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ
ａｎｄ
Ｍａｎａ
ｇ
ｅｍｅｎｔ
第
３６
卷
第
２
期
２０
１９
年
２
月
Ｖｏｌ．３６
Ｎｏ．２
Ｆｅｂ．２０１９
