畢業(yè)論文-基于MATLAB的《數(shù)字圖像處理》遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究方法

湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第頁緒論課題研究背景在如今各行的業(yè)技術(shù)開發(fā)之中，數(shù)字圖像處理已經(jīng)成為了大多數(shù)尖端領(lǐng)域不可避免的一項(xiàng)工作工序，故而學(xué)習(xí)數(shù)字圖像處理也成了當(dāng)今科技領(lǐng)域的時(shí)髦。而相應(yīng)的如何簡(jiǎn)單有效的學(xué)習(xí)并實(shí)踐數(shù)字圖像處理有關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容的解決方法也迫在眉睫。目前針對(duì)數(shù)字圖像處理最具有專業(yè)性的軟件應(yīng)當(dāng)是屬M(fèi)ATLAB，不僅能完成普通圖像處理軟件所具有的功能外，還具有其獨(dú)特的功能，使其成為數(shù)字圖像處理領(lǐng)域必不可少的工具。由于MATLAB的功能比較強(qiáng)大，內(nèi)容比較健全，所以該軟件占用計(jì)算機(jī)大小不可壓縮，通常都在1GB左右，而且安裝繁瑣，軟件資源緊缺。對(duì)《數(shù)字圖像處理》教學(xué)帶來了一定意義上的阻礙。能不能創(chuàng)造出一種既簡(jiǎn)單而又不丟失MATLAB原有功能的方法來達(dá)到對(duì)《數(shù)字圖像處理》課程學(xué)習(xí)的目的呢？有很多種方法來完成上述設(shè)想，比如開發(fā)一款類似MATLAB但又易安裝占用量小的工具，可是這類軟件并不能完全等同于MATLAB，有些功能必定存在缺陷；再比如僅僅把MATLAB中與數(shù)字圖像處理有關(guān)的內(nèi)容分離出來，達(dá)到簡(jiǎn)化的目的，可是分離MATLAB的工序也會(huì)造成不必要的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，往往適得其反。無論哪種方法，都不能完全使人滿意。在此基礎(chǔ)上，人們想到了如今高校常用的一種方式，即網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)式的教學(xué)方式。也就是說只需要一臺(tái)計(jì)算機(jī)安裝了MATLAB，然后在該計(jì)算機(jī)上架設(shè)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，其他的用戶可以直接由互聯(lián)網(wǎng)來訪問該計(jì)算機(jī)上的MATLAB軟件從而達(dá)到不安裝繁瑣的軟件也可以完成一些教學(xué)實(shí)驗(yàn)及MATLAB的使用。并且在MATLAB7.1版本之前的版本中，都帶有一個(gè)Webserver功能。該功能正是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化使用MATLAB進(jìn)行數(shù)據(jù)操作的最有效助力。如果完成網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來進(jìn)行數(shù)字圖像處理的基本實(shí)驗(yàn)，那么將會(huì)解決許多因MATLAB不易安裝攜帶的問題。而且當(dāng)今高校都在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理，所以構(gòu)成網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)之后，還可以更進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)使學(xué)生網(wǎng)上完成作業(yè)，網(wǎng)上完成考試等等功能。實(shí)在是《數(shù)字圖像處理》教學(xué)開創(chuàng)性的一步。遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的現(xiàn)狀通常在教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是一個(gè)非常重要并不可忽視的環(huán)節(jié)，尤其對(duì)于許多實(shí)踐性較強(qiáng)學(xué)科來說更為重要。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生所獲取的知識(shí)及對(duì)學(xué)科的理解更為深刻，更為直接。比如基礎(chǔ)學(xué)科的物理、化學(xué)、生物、工程類的控制學(xué)、計(jì)算機(jī)軟硬件、電路電子原理等等。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式比較死板，從應(yīng)用方式上來說，學(xué)生必須親自到相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，此種稱之為本地實(shí)驗(yàn)。從利用率方面來講，實(shí)驗(yàn)臺(tái)或?qū)嶒?yàn)工具儀器等只能每人一臺(tái)，這極大地限制了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果?？墒侨绻臑檫h(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)，那么學(xué)生就不必到實(shí)驗(yàn)室本地，對(duì)于那些成本較高的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，也不會(huì)因?yàn)閿?shù)量限制而不能滿足實(shí)驗(yàn)人數(shù)要求。因此遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建立是很有必要的。對(duì)于遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)，有專門相對(duì)應(yīng)的定義：即“在Internet上采用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)及圖像或聲音的采集，通過遠(yuǎn)程控制技術(shù)或計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，使實(shí)驗(yàn)者從另一臺(tái)計(jì)算機(jī)（可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)）設(shè)備上進(jìn)行可操作的實(shí)驗(yàn)，并且通過反饋與本地實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)完全相同的結(jié)果進(jìn)行真正意義上的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察?！盇DDINNE.Ref.{5E1D3842-678B-4FB3-9A17-468F626E772E}[1]這樣就等等價(jià)于使用真實(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備完成實(shí)驗(yàn)。而遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以分為兩類，具體是根據(jù)本地實(shí)驗(yàn)設(shè)備的真實(shí)與否分為：遠(yuǎn)程條件下的實(shí)際實(shí)驗(yàn)和遠(yuǎn)程條件下的仿真實(shí)驗(yàn)。顧名思義，遠(yuǎn)程條件下的實(shí)際實(shí)驗(yàn)的相應(yīng)設(shè)備是真實(shí)的設(shè)備，遠(yuǎn)程用戶在對(duì)它進(jìn)行操作的時(shí)候是通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)來傳輸數(shù)據(jù)，來引起實(shí)際設(shè)備運(yùn)行，所有反饋給實(shí)驗(yàn)者的數(shù)據(jù)，是真實(shí)情形下得到的數(shù)據(jù)。而遠(yuǎn)程條件下的仿真實(shí)驗(yàn)所使用的設(shè)備就是虛擬的，虛擬設(shè)備就是通過建立真實(shí)設(shè)備的數(shù)學(xué)模型來達(dá)到仿真效果，將整個(gè)模型和程序放置在仿真實(shí)驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器平臺(tái)上，也就是說用戶的相應(yīng)操作引起的是仿真模型的運(yùn)行。遠(yuǎn)程虛擬實(shí)驗(yàn)室的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r1986年，美國(guó)NI公司（NationInstrument）提出了虛擬儀器的概念，提出了“軟件即儀器”的口號(hào)。ADDINNE.Ref.{E5870296-5CCD-41F9-B0C1-DA8867B4DD1F}[2]從此開始傳統(tǒng)意義上的儀器開始打開一個(gè)新的紀(jì)元，儀器不再是只有生產(chǎn)廠家才能設(shè)計(jì)定義的硬件系統(tǒng)，而逐漸變成了用戶可以定制和改變的個(gè)人化軟件系統(tǒng)，這在當(dāng)時(shí)掀起了一場(chǎng)儀器和自動(dòng)化工業(yè)領(lǐng)域的革命。而時(shí)至今日，儀器的智能化和虛擬化已經(jīng)可以讓用戶隨心所欲地在各級(jí)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作。虛擬化實(shí)驗(yàn)室的研究，國(guó)際上是開始于20世紀(jì)80年代末，麻省理工學(xué)院的WebLab是一個(gè)在線實(shí)驗(yàn)室，于1988年開發(fā)并投入使用；90年代，美國(guó)政府投入巨大財(cái)力在海洋學(xué)、天體物理學(xué)、分子生物學(xué)以及核科學(xué)四大領(lǐng)域建造了各自的虛擬實(shí)驗(yàn)室作為示范工程，開展了一系列探索性研究并取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。ADDINNE.Ref.{49E243D3-0868-41D8-864C-3DC63EA511C5}[2]同一時(shí)期在美國(guó)的各大高校中，也在相繼進(jìn)行著虛擬化實(shí)驗(yàn)室的開發(fā)與研究，這使得研究人員可以隨時(shí)隨地，僅僅需要Internet就可以使用想要使用的儀器，簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單在電腦上模擬各種實(shí)驗(yàn)，同時(shí)應(yīng)用到了學(xué)生的學(xué)習(xí)過程之中，迅速有效地解決了許多學(xué)習(xí)中的問題。國(guó)內(nèi)的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室組建歷史，就網(wǎng)上可查的信息來看，也是早就產(chǎn)生了影響，大多理工類高校早就開展了部分虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室。自1989年虛擬實(shí)驗(yàn)室概念提出至今的二十多個(gè)年頭里，因?yàn)槠鋺?yīng)用的必要性及有效性，還有其廣闊的前景吸引了大批專家學(xué)者的注意，各國(guó)均在重點(diǎn)開發(fā)并都取得了不錯(cuò)的成果。課題主要完成的工作（1）閱讀大量文獻(xiàn)。通過對(duì)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的閱讀，了解遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的架設(shè)方法。（2）熟練使用MATLAB軟件。熟悉MATLAB的用法，并借助其中Webserver功能進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并通過MATLAB與數(shù)字圖像處理的關(guān)系制作一些有用的實(shí)驗(yàn)課題。并解決M文件與ASP動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁的數(shù)據(jù)交換。（3）熟練使用ASP編寫動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁，并且設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)面板以及數(shù)據(jù)交換。（4）學(xué)會(huì)服務(wù)器架設(shè)，使得編寫的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)訪問。

使用MATLAB處理數(shù)字圖像的方法數(shù)字圖像處理方法的研究源于兩個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域：一是為了方便于人們分析圖像而對(duì)圖像的信息和樣式進(jìn)行改進(jìn)；二是為了讓機(jī)器語言自動(dòng)識(shí)別圖像而對(duì)圖像的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存、顯示及傳輸。目前工程領(lǐng)域應(yīng)用最廣的對(duì)數(shù)字圖像的處理方法是使用MATLAB軟件進(jìn)行對(duì)圖像數(shù)值的修改從而實(shí)現(xiàn)上述功效。數(shù)字圖像處理的概念如果將一幅圖像定義成一個(gè)二維函數(shù)f（x，y），這里的x和y分別指空間坐標(biāo)系，而在空間坐標(biāo)系（x，y）上存在的幅值f稱之為該點(diǎn)圖像的灰度或者強(qiáng)度。當(dāng)x，y以及幅值f是有限的離散數(shù)值時(shí)，就將此圖像稱之為數(shù)字圖像。數(shù)字圖像的處理通俗來說就是借助計(jì)算機(jī)來處理數(shù)字圖像，而數(shù)字圖像基本都是由有限個(gè)獨(dú)立的元素所構(gòu)成的，并且每一個(gè)元素都具有一個(gè)特定而有一定規(guī)律的位置和對(duì)應(yīng)幅值，我們將這些構(gòu)成元素稱之為像素或畫面元素。視覺可以說是人類的最高級(jí)感知器官，所以圖像的分析識(shí)別在人類感知中極為重要，不過人類的感知僅僅限于分辨部分電磁波譜形成的波段，而真正意義上的數(shù)字設(shè)備則可以包括幾乎所有的電磁波譜，比如人眼無法識(shí)別的伽馬射線和無線電波。可以利用數(shù)字機(jī)器對(duì)人類肉眼無法識(shí)別那些圖像進(jìn)行分析和加工，這些圖像包括精密機(jī)械領(lǐng)域常用的超聲波、生物化學(xué)領(lǐng)域常用的電子學(xué)顯微鏡以及計(jì)算機(jī)所產(chǎn)生的數(shù)字圖像。所以數(shù)字圖像處理涉及各種各樣的應(yīng)用領(lǐng)域。無論是計(jì)算機(jī)視覺還是數(shù)字圖像處理，涵蓋這兩者的整個(gè)范疇沒有明確的界限。不過，我們?nèi)耘f習(xí)慣性地將數(shù)字圖像處理分成了三個(gè)較為明確的類別，即低級(jí)、中級(jí)、高級(jí)數(shù)字圖像處理，以便合理區(qū)分其中的不同學(xué)科。其中低級(jí)處理最為常用，所應(yīng)用的也都是初級(jí)操作，比如對(duì)比度、灰度的改變還有圖像的降噪以及圖像銳化羽化等，低級(jí)處理的特點(diǎn)在于輸入與輸出均為圖像本身，而并未改變其性質(zhì)。中級(jí)處理則包括了重要的圖像分割一項(xiàng)，其目的是為了讓數(shù)字圖像能夠更容易被計(jì)算機(jī)識(shí)別和處理，從而達(dá)到更高層次的利用，中級(jí)處理的特點(diǎn)與初級(jí)相較而言，雖然輸入仍是圖像本身，可中級(jí)處理的輸出變?yōu)榱藦脑瓐D像之中提取出來的重要特征量，比如邊界或閥值等。最后，高級(jí)處理則是基于中級(jí)處理對(duì)圖像進(jìn)行整體的理解，并隨之執(zhí)行與人類視覺相關(guān)的識(shí)別函數(shù)等。數(shù)字圖像處理的應(yīng)用實(shí)時(shí)至今日，幾乎不存在與數(shù)字圖像處理無關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，此處不可能一一列舉，只是舉出一小部分。2.2.1伽馬射線成像伽馬射線成像的主要用途包括核醫(yī)學(xué)和天文觀測(cè)。在核醫(yī)學(xué)中，這種處理是將放射性同位素注射到病人體內(nèi)，當(dāng)這種物質(zhì)衰變時(shí)放射出伽馬射線，然后用儀器檢測(cè)伽馬射線產(chǎn)生放射物圖像，還可利用伽馬射線成像得到骨骼掃描圖等。2.2.2X射線成像X射線是最早用于成像的電磁輻射源之一。最熟悉的X射線應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷，但是X射線還被廣泛應(yīng)用于工業(yè)和其他領(lǐng)域，如天文學(xué)。2.2.3紫外波段成像紫外光的應(yīng)用是多種多樣的，包括平板應(yīng)刷技術(shù)、工業(yè)檢測(cè)、顯微鏡方法、激光、生物圖像以及天文觀測(cè)等。數(shù)字圖像處理的基本步驟關(guān)于數(shù)字圖像處理的分類有兩種形式，一類是其輸入輸出均為圖像，另一類輸入的可能是圖像，而輸出的是從圖像提取的特征屬性。圖像獲取是第一步處理，包括如何設(shè)置比例尺等預(yù)處理。緊接著是圖像增強(qiáng)，這是數(shù)字圖像處理最簡(jiǎn)單和最有吸引力的領(lǐng)域?；旧显鰪?qiáng)技術(shù)的思路是顯現(xiàn)那些模糊了的細(xì)節(jié)，或簡(jiǎn)單的突出一幅圖像中感興趣的特征。一個(gè)圖像增強(qiáng)的例子是增強(qiáng)圖像的對(duì)比度，使其看起來更容易辨認(rèn)一些。增強(qiáng)圖像是圖像處理中非常主觀的領(lǐng)域，多數(shù)情況下圖像處理技術(shù)都與數(shù)學(xué)緊密相關(guān)，如傅里葉變換。圖像復(fù)原也是改進(jìn)圖像外貌的一個(gè)處理領(lǐng)域。然而與增強(qiáng)不同的是，圖像復(fù)原是客觀的。在某種意義上來說，復(fù)原技術(shù)傾向于以圖像退化的數(shù)學(xué)或概率模型為基礎(chǔ)。彩色圖像處理是為了應(yīng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上的圖像處理需求，彩色處理還是提取圖像中感興趣的特征的基礎(chǔ)，如小波就是在各種分辨率下描述圖像的基礎(chǔ)。圖像壓縮正如其名稱一樣，所涉及的技術(shù)師減少圖像的儲(chǔ)存量，或者在傳輸圖像時(shí)降低頻帶。雖然存儲(chǔ)技術(shù)在過去十年內(nèi)有了很大改進(jìn)，但對(duì)于傳輸能力在各方面還有所限制，尤其在互聯(lián)網(wǎng)傳輸中更是如此。形態(tài)學(xué)處理涉及提取圖像元素的工具，它在表示與描述形狀方面非常有用。這一步驟將從輸出圖像處理到輸出圖像特征處理的轉(zhuǎn)換開始。分割過程就是將一副圖像劃分為更容易單獨(dú)識(shí)別的目標(biāo)。通常來說，分割是數(shù)字圖像處理的工序中難度最大的。為了成功地解決把目標(biāo)逐一識(shí)別出來這樣的問題，分割過程中將會(huì)出現(xiàn)大量的處理工序。而且不完善或者是不穩(wěn)定的算法將有可能導(dǎo)致整個(gè)分割工作的失敗，總體來講分割工作做的越準(zhǔn)確，識(shí)別就越成功。再接著是圖像的表示以及描述，一般都是在分割工作之后就將進(jìn)行表示與描述的工作。一般來說此時(shí)輸出的是最原始的數(shù)據(jù)，通常是未被加工的邊緣或區(qū)域本身。不過不管是上述哪種情形，我們的目的都是把圖像變?yōu)楦菀妆挥?jì)算機(jī)識(shí)別與處理的數(shù)據(jù)。為了確定所處理的數(shù)據(jù)是一個(gè)完整區(qū)域還是邊界，就需要關(guān)注數(shù)據(jù)的外部特性，如果外部特性表現(xiàn)形式是曲線或折線，則應(yīng)該是邊界，反之則可能為一個(gè)區(qū)域。在數(shù)字圖像處理過程中，許多方法都是互相通用的。選擇其中一種表現(xiàn)方式其最終目的還是將數(shù)據(jù)變得更容易被計(jì)算機(jī)處理，以完成后續(xù)的相關(guān)工作。在表示之后確定了一種方式，可以將數(shù)據(jù)以其特征劃分為感興趣與不感興趣的形式來進(jìn)一步實(shí)行識(shí)別處理，這種方式稱之為圖像的描述。描述又稱為特征選擇，識(shí)別并提取一個(gè)特征，這個(gè)特征正是處理者想要提取的或者是更具有代表性的特征，從而使一些不感興趣的信息不會(huì)模糊整個(gè)圖像的概念。最后是識(shí)別，而識(shí)別就是在描述的基礎(chǔ)上，給圖像加上符號(hào)的過程。MATLAB與數(shù)字圖像處理的關(guān)系MATLAB是一種功能非常強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算軟件。MATLAB不僅在數(shù)值計(jì)算上保持著相對(duì)于其他同類軟件的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，而且還具有符號(hào)運(yùn)算功能。有了這個(gè)功能，使用者就可以直接在MATLAB上進(jìn)行所有的計(jì)算操作，使用者不必要同時(shí)在掌握MATLAB的情況下還要去掌握另一種工具性的符號(hào)運(yùn)算軟件來使本就復(fù)雜的計(jì)算過程變得更加繁瑣。在計(jì)算的過程中，許多復(fù)雜的計(jì)算過程要用更加迅速的方法計(jì)算出來，都是因?yàn)樗惴ǖ目煽啃?。而MATLAB中自帶了很多先進(jìn)算法，使用者可以直接引用而不必再專門編寫算法，很大程度上降低了運(yùn)算的復(fù)雜性。而且這一設(shè)計(jì)使得MATLAB程序不會(huì)因?yàn)橛脩艟帉懰惴ū罎⒍沟谜麄€(gè)程序和運(yùn)算過程崩潰。這樣一來也就改善了運(yùn)算所需要的時(shí)間，因?yàn)橛械臅r(shí)候運(yùn)算的速度也是運(yùn)算必不可少的一項(xiàng)功能，其重要程度有時(shí)甚至不亞于計(jì)算過程本身。圖形可視化技術(shù)是MATLAB與數(shù)字圖像處理之間最為重要的聯(lián)系。而且MATLAB自帶的圖像處理和分析工具箱支持索引圖像、RGB圖像、灰度圖像、二進(jìn)制圖像，并能操作*.bmp、*.jpg、*.tif等多種圖像格式文件。這就大大減輕了編程工序，使得MATLAB成為了數(shù)字圖像處理的必備工具。MATLAB提供了2O類圖像處理函數(shù)，包含了圖像處理從起初至今的研究成果，可以說包括了所有數(shù)字圖像處理的技術(shù)與功能實(shí)現(xiàn)，對(duì)于數(shù)字圖像處理的研究者以及學(xué)習(xí)者都算是必不可少的工具。這些功能性函數(shù)可分為圖像算術(shù)運(yùn)算、像素值與統(tǒng)計(jì)、圖像顯示、圖像增強(qiáng)、圖像登記、線性濾波、圖像去模糊、圖像變換、線性二元濾波設(shè)計(jì)、幾何變換、鄰域與塊處理、圖像文件I／O、灰度與二值圖像的形態(tài)學(xué)運(yùn)算、圖像分析、結(jié)構(gòu)元素創(chuàng)建與處理、色彩映射表操作、基于邊緣的處理、色彩空間變換及圖像類型與類型轉(zhuǎn)換。

比如常用的操作有：1）imread('圖片所在地址')

imread函數(shù)用于讀入各種圖像文件。>>

a=imread('C:\Users\XSX\Pictures\desk_cg_98.jpg');

2）image('圖片名')

image函數(shù)MATLAB提供的最原始的圖像顯示函數(shù)。>>

image(a)

3）imcrop('圖片名',[x起點(diǎn)，y起點(diǎn)，x寬度，y寬度])

3）imcrop('圖片名',[x起點(diǎn)，y起點(diǎn)，x寬度，y寬度])

用imcrop()函數(shù)可剪切圖像中的一個(gè)矩形圖。>>

b=imcrop(a,[600,0,800,900]);

>>

imshow(b);MATLAB在數(shù)字圖像中的應(yīng)用例如灰度直方圖均衡化與灰度轉(zhuǎn)換1）rgb2gray('RGB圖像')說明：這個(gè)命令是把R.G.B色彩影像轉(zhuǎn)化為灰度色彩的影像，適用于將三維數(shù)組轉(zhuǎn)化為二維的數(shù)組，從而方便MATLAB處理數(shù)字圖像。histeq('灰度圖象')自然圖像的灰度級(jí)直方圖通常是在低灰度范圍比較大，而在較深的區(qū)域的圖像的細(xì)節(jié)尚不清楚。使用柱狀圖敷料可以使原始圖像的灰度濃度或使灰度分布均勻，以便提高對(duì)比度，從而使圖像清晰，的細(xì)節(jié)，以提高的目的。直方圖均衡可以通過histeq0功能來實(shí)現(xiàn)。imhist('灰度圖象')MATLAB圖象處理工具箱提供了imhist函數(shù)來計(jì)算和顯示圖象的直方圖，imhist函數(shù)的語法格式為：imhist(I,n)或imhist(X,map)其中imhist(I,n)計(jì)算和顯示灰度圖象I的直方圖，n為指定的灰度級(jí)數(shù)目，默認(rèn)值為256。imhist(X,map)計(jì)算和顯示索引色圖象X的直方圖，map為調(diào)色板。imshow('圖片名')imshow()與image()都是用來顯示圖片的，只是image()可以直接顯示圖像坐標(biāo)而imshow()需要調(diào)用。imadjust('圖片名',[low_inhigh_in],[low_outhigh_out])如果原圖象f(x,y)的灰度范圍是[m，M]，我們希望調(diào)整后的圖象g(x,y)的灰度范圍是[n，N]，那么下述變換就可以實(shí)現(xiàn)這一要求。MATLAB圖象處理工具箱中提供的imadjust函數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)上述的線性變換對(duì)比度增強(qiáng)。說明：[low_inhigh_in]為原圖象中要變換的灰度范圍，[low_outhigh_out]指定了變換后的灰度范圍。灰度直方圖均衡化與灰度轉(zhuǎn)換的程序如下所示：>>a=imread('C:\Users\XSX\Pictures\desk_cg_98.jpg');>>b=rgb2gray(a);把三維RGB像素的a圖轉(zhuǎn)化為二維灰度色的b圖>>c=histeq(b);>>d=imadjust(b,[0.10.7],[]);>>figure(1);imshow(a)ASP動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁設(shè)計(jì)與服務(wù)器架設(shè)ASP動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁簡(jiǎn)介網(wǎng)站的發(fā)展已不滿足于僅供用戶單純地瀏覽，更應(yīng)該著重于與用戶的交互，如何編制動(dòng)態(tài)交互式網(wǎng)頁是當(dāng)今網(wǎng)站建設(shè)與維護(hù)的一個(gè)必然趨勢(shì)。ASP.NET是一個(gè)統(tǒng)一的Web開發(fā)模型，其中包括你需要生成盡可能少的代碼盡可能的企業(yè)級(jí)Web應(yīng)用程序的各種服務(wù)。ASP.NET作為Framework.NET的一部分。當(dāng)你寫代碼的ASP.NET應(yīng)用程序，您可以訪問Framework.NET類。您可以使用與公共語言運(yùn)行庫（CLR）來編寫，包括VisualBasic中的JScript，C＃,.NET微軟，和J＃應(yīng)用程序的代碼兼容的任何語言。使用這些語言，通用語言運(yùn)行庫，類型安全，和繼承的優(yōu)勢(shì)ASP.NET應(yīng)用程序可以開發(fā)。ASP網(wǎng)絡(luò)頁面和控件框架、ASP網(wǎng)編譯、安全的基礎(chǔ)設(shè)施，狀態(tài)管理功能，應(yīng)用程序配置，狀況監(jiān)測(cè)和性能特點(diǎn)，調(diào)試支持，XMLWeb服務(wù)框架，可擴(kuò)展的托管環(huán)境和應(yīng)用程序生命周期管理，可以擴(kuò)展的設(shè)計(jì)環(huán)境。您可以使用ASP.NET頁面作為Web應(yīng)用程序的可編程用戶界面。在任何瀏覽器或客戶端設(shè)備ASP.NET網(wǎng)頁，向用戶提供信息，并使用服務(wù)器端代碼來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序邏輯。ASP.NET網(wǎng)頁具有以下特點(diǎn)：基于ASP.NET微軟的技術(shù)。在這種技術(shù)中，在服務(wù)器上運(yùn)行的代碼動(dòng)態(tài)地生成的瀏覽器或動(dòng)態(tài)的客戶機(jī)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)輸出..兼容所有的瀏覽器或移動(dòng)設(shè)備。ASP.NET網(wǎng)頁自動(dòng)為樣式，布局和其他功能頁面看起來是正確的，根據(jù)瀏覽器的HTML。此外，您還可以在特定的瀏覽器（如InternetExplorer6微軟），并使用瀏覽器特定的功能設(shè)計(jì)ASP.NET網(wǎng)頁。兼容。.NET公共語言運(yùn)行庫支持的任何語言??，包括MicrosoftVisualBasic中，微軟的VisualC＃，微軟J＃和MicrosoftJScript中的。凈。代of.NET框架Microsoft。它提供了框架的所有優(yōu)點(diǎn)，包括托管環(huán)境，安全和繼承的類型。具有靈活性，因?yàn)槟梢韵蛩鼈兲砑佑脩魟?chuàng)建的控件和第三方控件。ASP.NET網(wǎng)頁可以完成哪些任務(wù)Web應(yīng)用程序編程帶來了一些特殊的難題，在對(duì)傳統(tǒng)的基于客戶端的應(yīng)用程序進(jìn)行編程時(shí)，通常不會(huì)遇到這些難題。這些難題包括：多樣式的Web用戶界面的實(shí)現(xiàn)使用基本的HTML功能來設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)用戶界面很難和繁瑣的，特別是在復(fù)雜的布局的頁面，其中包含了大量的動(dòng)態(tài)內(nèi)容和功能齊全的用戶交互對(duì)象?？蛻舳撕头?wù)器的分離中的Web應(yīng)用程序時(shí)，客戶端（瀏覽器）和服務(wù)器是不同的程序，它們通常在不同的，甚至不同的操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)的操作。因此，應(yīng)用程序共享只有很少的信息的兩個(gè)部分;他們可以溝通，但往往只更換小件簡(jiǎn)單的信息。否當(dāng)Web服務(wù)器接收到一個(gè)頁面請(qǐng)求的國(guó)企高管，會(huì)發(fā)現(xiàn)頁面，治療，將發(fā)送到瀏覽器，然后放棄所有的信息頁面。如果用戶再次請(qǐng)求同一個(gè)頁面，服務(wù)器將重復(fù)整個(gè)過程：從無到有，該網(wǎng)頁重新-處理。換句話說，服務(wù)器會(huì)不記得它已處理的網(wǎng)頁-是無狀態(tài)的。因此，如果應(yīng)用程序需要保持約一個(gè)頁面的信息，它的無狀態(tài)特性成為一個(gè)問題。在許多情況下是未知的客戶端功能，該web應(yīng)用程序可能是許多不同的瀏覽器的用戶訪問。該瀏覽器有不同的特點(diǎn)，所以很難建立，將在所有瀏覽器上運(yùn)行同樣的應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)訪問的復(fù)雜位于數(shù)據(jù)源中的傳統(tǒng)Web應(yīng)用程序的讀寫非常復(fù)雜，而且會(huì)消耗大量的資源。的，在許多情況下的復(fù)雜性，由于缺乏應(yīng)用程序的不同組件之間的相容性，導(dǎo)致與現(xiàn)有的Web應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)方法縮放未能實(shí)現(xiàn)的可擴(kuò)展性的目的。對(duì)于更短的開發(fā)周期，這是經(jīng)常發(fā)生故障的常見原因。要解決這些Web應(yīng)用程序的問題，你可能需要大量的時(shí)間和精力。ASP.NET通過以下幾個(gè)方面的網(wǎng)絡(luò)和ASP.NET頁面框架來處理這些問題：直觀的，一致的對(duì)象模型的ASP。.NETFramework提供了一個(gè)對(duì)象模型，它可以讓你的形式作為一個(gè)整體，而不是單獨(dú)的客戶端和服務(wù)器模塊。在這個(gè)模型中，可以比傳統(tǒng)的Web應(yīng)用程序，其中包括屬性和響應(yīng)事件可以設(shè)置頁面元素更直觀地編程的頁面。另外，ASP.NET服務(wù)器控件是基于HTML頁面，瀏覽器和服務(wù)器之間的直接互動(dòng)的物理內(nèi)容的抽象模型。作為一項(xiàng)規(guī)則，你可以使用服務(wù)器控件在客戶端應(yīng)用程序中使用控制，而不必考慮如何建立一個(gè)HTML顯示和處理控制和它的內(nèi)容。事件驅(qū)動(dòng)的編程模型ASP。凈為web應(yīng)用程序web頁面帶您熟悉的模型,該模型為事件發(fā)生時(shí)客戶端和服務(wù)器編寫事件處理程序。抽象的頁面框架模型來捕獲事件在客戶端,就會(huì)將其傳輸?shù)椒?wù)器并調(diào)用適當(dāng)?shù)姆椒ú僮鞯幕緳C(jī)制是自動(dòng)的,和你是不可見的。因此,一個(gè)清晰的、容易編寫和支持事件驅(qū)動(dòng)代碼結(jié)構(gòu)開發(fā)..直觀的狀態(tài)管理ASP。凈頁面框架頁面的自動(dòng)處理和控制狀態(tài)維護(hù)任務(wù),這使您能夠以明確的方式維護(hù)狀態(tài)的特定于應(yīng)用程序的信息。這種狀態(tài)管理不使用可以實(shí)現(xiàn)大量的服務(wù)器資源,并且可以通過瀏覽器Cookie來實(shí)現(xiàn),但也向?yàn)g覽器發(fā)送Cookie來實(shí)現(xiàn)。在瀏覽器中獨(dú)立應(yīng)用ASP。網(wǎng)絡(luò)頁面框架允許您創(chuàng)建所有服務(wù)器上的應(yīng)用程序邏輯,而不需要瀏覽器顯示代碼之間的區(qū)別。然而,它仍然允許您使用瀏覽器特定的功能,方法是提供增強(qiáng)的性能和豐富的客戶體驗(yàn)客戶端通過編寫代碼。支持ASP。凈框架頁面框架是建立在公共語言運(yùn)行庫。微軟網(wǎng)絡(luò)框架的基礎(chǔ)上,所以該框架可用于任何ASP。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。您的應(yīng)用程序可以用任何語言編寫兼容運(yùn)行時(shí)。此外,數(shù)據(jù)訪問底層結(jié)構(gòu)(包括ADO.NET)提供的框架。網(wǎng)絡(luò)是簡(jiǎn)化。的。凈框架擴(kuò)展服務(wù)器性能ASP。凈框架允許您的web應(yīng)用程序從一個(gè)配備了一個(gè)處理器的計(jì)算機(jī)有效地?cái)U(kuò)展到多計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域,應(yīng)用程序邏輯,沒有復(fù)雜的變化。ASP.NET的開發(fā)本次設(shè)計(jì)采用了較為簡(jiǎn)便的網(wǎng)頁設(shè)計(jì)軟件Dreamweaver來完成ASP動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁的開發(fā)，此款軟件不需要繁瑣的進(jìn)行開發(fā)環(huán)境設(shè)置，可直接利用HTML語言或者直觀利用頁面布局進(jìn)行編寫，是目前較為流行的網(wǎng)頁編寫方式。IIS服務(wù)器配置IIS是Internet

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Server的縮寫,它是微軟公司主推的Web服務(wù)器。只要完成IIS的安裝于配置，就可以輕松地在個(gè)人電腦上架設(shè)服務(wù)器了。具體步驟如下：首先是安裝IIS。打開控制面板，找到“程序與功能”，點(diǎn)擊左側(cè)“打開或關(guān)閉Windows功能”找到“Internet信息服務(wù)”，按照下圖打勾即可。安裝完成后，再回到控制面板里面，找到“管理工具”，雙擊“Internet信息服務(wù)(IIS)管理器”就是IIS了。后面設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)用到，所以可以鼠標(biāo)指到“Internet信息服務(wù)(IIS)管理器”上，右鍵--發(fā)送到--桌面快捷方式，這樣就能從桌面進(jìn)入IIS，而不用每次都點(diǎn)控制面板。圖STYLEREF1\s3-SEQ圖\*ARABIC\s11選中“DefaultWebSite”，雙擊中間的“ASP”把“啟用父路徑”改為“True”，下面就是配置站點(diǎn)了。單擊右側(cè)“高級(jí)設(shè)置”，選擇網(wǎng)站的目錄（這里因?yàn)槭且獞?yīng)用MATLABWebserver，故而此處目的選擇至MATLAB程序目錄下的toolsbox/webserver/wsdemos)回到IIS，單擊右側(cè)的“綁定”，選中要綁定的網(wǎng)站，點(diǎn)“編輯”只修改后面的端口號(hào)就行，可以隨意修改數(shù)字。如果是辦公室局域網(wǎng)，點(diǎn)擊下拉框，選擇自己電腦上的局域網(wǎng)IP，例如：192.168.**.**，然后修改端口號(hào)。MATLABWebserver配置Matlabwebserver是Matlab安裝時(shí)的可選包，通過此組件主機(jī)上安裝Matlab，編輯好具體的輸入輸出頁面、M文件，那么在同一局域網(wǎng)中的其他客戶機(jī)什么都不同裝也可以使用Matlab功能。必須有一個(gè)傳統(tǒng)的Web服務(wù)器服務(wù)器提供WWW服務(wù)，我們要使用的是ApacheWeb服務(wù)器，以MATLAB的Web服務(wù)和安裝MATLAB的在產(chǎn)品組件選擇Matlab的Web服務(wù)器，每次開機(jī)時(shí)，服務(wù)將自動(dòng)啟動(dòng)。Matlab的Web服務(wù)代理（Matweb.exe）必須安裝在同一臺(tái)機(jī)器，并在系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，并與Matlab的Web服務(wù)程序（Matlabserver）可以在同一機(jī)器或不同機(jī)器上。當(dāng)MatWeb的和服務(wù)器MatlabWeb在不同的機(jī)器上，要注意畫面問題的路徑。服務(wù)器MatlabWeb正在通過CGI，為了讓使用Apache的CGI程序，您必須打開權(quán)限CGI。如果Apache安裝在C盤根目錄下。首先，找到<目錄C：\Apache的\cgi-bin目錄在httpd.conf文件><目錄>這段文字中，選擇無以ExecCGI選項(xiàng)。重啟apache才能生效。服務(wù)器Matlab的Web程序需要生成一個(gè)圖片，需要一個(gè)\圖標(biāo)目錄來保存圖片。Apache中，圖標(biāo)只是所使用的別名（別名）映射到C的方法：\阿帕奇\圖標(biāo)\可以找到一個(gè)行別名/圖標(biāo)/℃：/阿帕奇/圖標(biāo)/在httpd.conf并按照類型使用推薦做法手冊(cè)，圖標(biāo)會(huì)，映射到網(wǎng)站根目錄，將只是一個(gè)改變：別名/圖標(biāo)/C：/apache/htdocs中/“。圖STYLEREF1\s3-SEQ圖\*ARABIC\s12MatlabServerMatlabServer系統(tǒng)配置文件。conf,首先安裝,文件只有一行和參數(shù)表示允許在運(yùn)行matlab過程數(shù)量,可以根據(jù)需要改變數(shù)量。圖STYLEREF1\s3-SEQ圖\*ARABIC\s13圖STYLEREF1\s3-SEQ圖\*ARABIC\s14WebServer本身的配置文件是matweb.Conf,CGI程序?yàn)閙atweb.exe，首先將這兩個(gè)文件復(fù)制到Apache安裝目錄下的cgi-bin目錄。matweb.conf中注明的各Matlab程序要配置兩個(gè)變量：一是mlserver,即服務(wù)器名稱或IP,例如mlserver=；二是mldir,即Matlab程序的路徑，例如mldir=c:\Apache\htdocs。

遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基本概念一個(gè)MATLABWebserver應(yīng)用程序大致包含三個(gè)部分，即：HTML輸入界面、M文件和HTML輸出界面。當(dāng)實(shí)驗(yàn)者在瀏覽器中的輸入界面進(jìn)行相關(guān)參數(shù)設(shè)置后，數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)提交給服務(wù)器上的MATLAB以相對(duì)應(yīng)的M函數(shù)文件進(jìn)行處理，之后在將結(jié)果以數(shù)據(jù)或者圖片的形式在實(shí)驗(yàn)者的瀏覽器輸出頁面進(jìn)行顯示，實(shí)驗(yàn)者就可以看到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。例如以數(shù)字圖像處理中的“圖像線性變換”來舉例。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是把衣服給定的圖像先轉(zhuǎn)換成灰度圖，然后再對(duì)灰度圖進(jìn)行線性變換。比如原始圖像的灰度圖像為f（x，y），則變換后的圖像g（x，y）=af（x，y）+b。其中的a和b就是變換系數(shù)，只要改變a的大小，就可以使圖像對(duì)比度產(chǎn)生變化，改變b的大小，就可以使圖像亮度產(chǎn)生變化。如當(dāng)a=1，b>0時(shí)，圖像變亮，a=1，b<0時(shí)，圖像就會(huì)變暗；當(dāng)a>1,b=0時(shí)，圖像對(duì)比度就會(huì)相應(yīng)增強(qiáng)，而當(dāng)a<1,b=0時(shí)，圖像的對(duì)比度就減弱。由此，可以創(chuàng)建的三個(gè)部分文件就可以分別為transform_input.html（輸入頁面），transform_output.html（輸出頁面）和transform.m（M函數(shù)文件）。輸入頁面的創(chuàng)建此處借助了上文提到的Dreamweaver軟件來完成輸入頁面的編寫，主要是設(shè)定一些輸入?yún)⒘?，此處所需要的參量只有a、b兩項(xiàng)。其中關(guān)鍵代碼為：……<formaction=”/cgi-bin/matweb.exe”method=”POST”><inputtype=”hidden”name=”mlmfile”value=”transform”>……參數(shù)的提交是通過網(wǎng)頁中的表單form來實(shí)現(xiàn)的。而表單action的屬性必須與MATLABwebserver服務(wù)器根目錄一致，這樣才能在用戶填寫參量提交后，調(diào)用matweb程序，從而獲取輸入?yún)?shù)。表單中的mlmfile其屬性是隱含的，value的值是MATLAB應(yīng)用程序的名稱。M文件的編輯M文件是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)成功與否的關(guān)鍵性介質(zhì)，當(dāng)接收到數(shù)據(jù)參數(shù)時(shí)，M文件負(fù)責(zé)接收輸入頁面的數(shù)據(jù)，然后把計(jì)算的結(jié)果反饋到HTML輸出界面。程序如下：functionretstr=transform(in)retstr=char(‘‘);mlid=getfield(in,’mlid’);cd(in.mldir);a=str2double(in.a);b=str2double(in.b);I0=imread(‘images/winter.jpg’);%讀入圖像f=figure(‘visible’,’off’);imshow(I0)%顯示原來的圖像drawnow;s.GraphFileName1=sprintf(‘icons/%sorigin.jpeg’,mlid);wsprintjpeg(f,s,GraphFileName1);s.GraphFileName1=sprintf(/icons/%sorigin.jpeg’,mlid);if(~isgray(I0))%判斷該圖像是不是灰度圖像，如果不是則轉(zhuǎn)換成灰度圖像I1=rgb2gray(I0);end;f=figure(‘visible’,’off’);Imshow(I1)%顯示處理后的圖像drawnow;s.GraphFileName2=sprintf(‘icons/%sgray.jpeg’,mlid);wsprintjpeg(f,s.GraphFileName2);s.GraphFileName2=sprintf(‘/icons/%sgray.jpeg’,mlid);I2=double(I1);[mn]=size(I2);%分析圖像尺寸以便統(tǒng)計(jì)直方圖fori=1:mforj=1:nI3(i,j)=a*I2(i,j)+b;end;end;I4=uint8(I3);%數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，因?yàn)閮?chǔ)存和顯示圖像為uint8型F=figure(‘visible’,’off’);Imshow(I4)%顯示處理后的圖像Drawnow;s.GraphFileName3=sprintf(‘icons/%strans.jpeg’,mlid);Wsprintjpeg(f,s.GraphFileName3);s.GraphFileName3=sprintf(‘/icons/%strans.jpeg’,mlid);Closeall;Templatefile=which(‘transform_output.html’);Rerstr=htmlrep(s,templatefile);End在上面的代碼中，transform是該應(yīng)用程序的名稱,instract是stract類型的結(jié)構(gòu)變量,其中包含的MATWEB網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)妮斎雲(yún)?shù)和程序的工作目錄和一系列的信息。如果HTML輸入接口的輸入?yún)?shù)的字符串形式,str2double命令可以改變字符串的字符串值,然后參與隨后的操作..MATLAB應(yīng)用程序?qū)⒔Y(jié)果寫入后的結(jié)構(gòu)變量s變量處理。結(jié)構(gòu)變量s包括所有輸出變量,每個(gè)變量(什么類型)可以使用成員變量s的杰作。Getfield函數(shù)用于獲取數(shù)值結(jié)構(gòu)變量的成員之間mlid,mlidMATLABwebserver識(shí)別的過程,使用它可以確保生成的圖像文件的名字是只對(duì)應(yīng)用程序使用不同的連接請(qǐng)求是相同的。而sGraphFileName=sprintf(‘%sxxx.jpeg’,mlid)是擁有生成圖片文件名的功能，比如mlid的值是ml003，那么圖片文件所產(chǎn)生的名字就是ml003sxxx.jpeg。接下來的wsprintjpeg命令則可以用來生成jpeg格式圖片，比如wsprintjpeg(f,s.GraphFileName)中f為圖片的句柄，GraphFileName所要生成的圖片名稱。輸出界面的編寫與輸入界面大致相同，其中的關(guān)鍵性HTML代碼為：……<palign=”center”>原始圖像/p><palign=”center’><img