MATLAB-实现数字图像锐化处理.docx
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2022-11-30
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MATLAB 实现数字图像锐化处理
摘要：讨论了数字图像增强技术中空域图像锐化的四种算法及其用 MATLAB 的实现；同时给
出了利用四种算法进行图像锐化后的对照图像。 比较实验结果，可知运用算法锐化处理后，
图像比原来图像清晰。
关键词 ：MATLAB、线性锐化、非线性锐化、sobel 算子、prewitt 算子、log 算子
1.引言
MATLAB 全称是 Matrix Laboratory(矩阵实验室)，一开始它是一种专门用于矩阵数值计算
的软件，从这一点上也可以看出，它在矩阵运算上有自己独特的特点。实际运用中 MATLAB
中的绝大多数的运算都是通过矩阵这一形式进行的，这一特点决定了 MATLAB 在处理数字
图像上的独特优势。理论上讲，图像是一种二维的连续函数，然而计算机对图像进行数字处
理时，首先必须对其在空间和亮度上进行数字化，这就是图像的采样和量化的过程。
二维图像均匀采样，可得到一幅离散化成 M ×N 样本的数字图像，该数字图像是一个
整数阵列，因而用矩阵来描述该数字图像是最直观最简便的。而 MATLAB 的长处就是处理
矩阵运算，因此用 MATLAB 处理数字图像非常的方便。MATLAB 支持五种图像类型，即索
引图像、灰度图像、二值图像、RGB 图像和多帧图像阵列；支持 BMP，GIF，HDF，JPEG，
PCX，PNG， XWD，CUR，ICO 等图像文件格式的读、写和显示。MATLAB 对图像的处理功
能主要集中在它的图像处理工具箱(Image Processing Toolbox)中。图像处理工具箱是由一系列
支持图像处理操作的函数组成，可以进行诸如几何操作、线性滤波和滤波器设计、图像变换、
图像分析与图像增强、二值图像操作以及形态学处理等图像处理操作口 。
数字图像处理中图像锐化的目的有两个：一是增强图像的边缘，使模糊的图像变得清晰
起来；这种模糊不是由于错误操作，就是特殊图像获取方法的固有影响。二是提取目标物体
的边界，对图像进行分割，便于目标区域的识别等。通过图像的锐化，使得图像的质量有所
改变，产生更适合人观察和识别的图像。
2.数字图像的锐化
数字图像的锐化可分为线性锐化滤波和非线性锐化滤波。如果输出像素是输入像素领域
像素的线性组合则称为线性滤波，否则称为非线性滤波。
2.1 线性锐化滤波器
线性高通滤波器是最常用的线性锐化滤波器。这种滤波器必须满足滤波器的中心系数为
正数，其他系数为负数。线性高通滤波器 3 ×3 模板的典型系数如表 1 所示：
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