37

Міністерство освіти і науки України

Національний гірничий університет

Кафедра електроніки та обчислювальної техніки

_________________________________________________________________

ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ ЗА КУРСОМ

"Системи та мережі радіо- та телевізійного мовлення"

Дніпропетровськ

2010

Содержание

Содержание 2

Введение 3

Общие требования к выполнению лабораторных работ 3

Основные рекомендации по использованию инструктивно-методических материалов 3

1. Обработка изображений в matlab 4

Общая характеристика пакета расширения Image Processing Toolbox среды MATLAB 4

Основные сведения о графической системе среды MATLAB 5

Типы изображений и их представление в MATLAB 8

Цветовые системы и их преобразования 10

Базовые возможности среды MATLAB по работе с изображениями 11

Основные форматы хранения растровых изображений 12

Вывод изображения на экран средствами Image Processing Toolbox 17

Лабораторная работа 1.1 Базовые возможности MATLAB по созданию, вводу-выводу, отображению и обработке изображений 18

Лабораторная работа 1.2 Сжатие изображения методом DCT 27

2. Обработка изображений и видео в Simulink 28

Общая характеристика системы Simulink 28

Основные возможности Video and Image Processing Blockset 29

Лабораторная работа 2.1 Базовые элементы работы с AVI-файлами в Simulink 31

Литература 36

Введение Общие требования к выполнению лабораторных работ

Выполнение лабораторной работы по курсу "Системы и сети радио- и телевизионного вещания" подразумевает изучение сопутствующего теоретического материала по теме лабораторной работы и выполнение практической части в виде создания программы или исходного кода, обеспечивающих реализацию задания, выполнение всех пунктов задания и получение всех компьютерных изображений, которые предусмотрены пунктами задания.

Перед выполнением практической части лабораторной работы студент должен ознакомиться с необходимыми теоретическими сведениями по тематике лабораторной работы, изучить пояснения к работе и продемонстрировать преподавателю степень овладения материалом. Поскольку многие теоретические вопросы, рассматриваемые в лабораторном практикуме, не представлены в лекционном курсе, студент должен самостоятельно ознакомиться с необходимым объемом теоретических знаний перед выполнением работы по литературе, рекомендованной к ознакомлению, в том числе и в электронном представлении.

Основные рекомендации по использованию инструктивно-методических материалов

Инструктивно-методические материалы (ИММ) к лабораторному курсу " Системы и сети радио- и телевизионного вещания " содержат основные теоретические и практические сведения по этому курсу, задания к лабораторным работам и пояснения к ним. В пояснениях к лабораторным работам даются основные сведения, которые могут понадобиться студенту при выполнении данной работы. Здесь же могут быть приведены гиперссылки на другие источники информации по теме данной работы, что позволяет быстро перейти к ним (по нажатию мышкой на гиперссылке).

1. Обработка изображений в matlab Общая характеристика пакета расширения Image Processing Toolbox среды matlab

Система MATLAB и пакет прикладных программ Image Processing Toolbox (IPT) является хорошим инструментом разработки, исследования и моделирования методов и алгоритмов обработки изображений. Пакет Image Processing предоставляет ученым, инженерам и даже художникам широкий спектр средств для цифровой обработки и анализа изображений. Будучи тесно связанным со средой разработки приложений MATLAB, пакет Image Processing Toolbox освобождает от выполнения длительных операций кодирования и отладки алгоритмов, позволяя сосредоточить усилия на решении основной научной или практической задачи. Основные свойства пакета:

• восстановление и выделение деталей изображений;

• работа с выделенным участком изображения;

• анализ изображения;

• линейная фильтрация;

• преобразование изображений;

• геометрические преобразования;

• увеличение контрастности важных деталей;

• бинарные преобразования;

• обработка изображений и статистика;

• цветовые преобразования;

• изменение палитры;

• преобразование типов изображений.

При решении задач обработки изображений пакет IPT позволяет идти двумя путями. Первый из них состоит в самостоятельной программной реализации методов и алгоритмов. Другой путь позволяет моделировать решение задачи с помощью готовых функций, которые реализуют наиболее известные методы и алгоритмы обработки изображений. И тот, и другой способ оправдан. Однако для профессионалов в области обработки изображений предпочтительным является второй путь.

Это объясняется гибкостью таких программ, возможностью изменения всех параметров, что очень актуально при исследовании, разработке, определении параметром регуляризации и т.д. Прежде чем использовать для решения каких-либо задач обработки изображений стандартные функции пакета IPT, разработчик должен в совершенстве их исследовать. Для этого он должен точно знать, какой метод и с какими параметрами реализует та или иная функция.

Пакет Image Processing дает широкие возможности для создания и анализа графических изображений в среде MATLAB. Этот пакет обеспечивает чрезвычайно гибкий интерфейс, позволяющий манипулировать изображениями, интерактивно разрабатывать графические картины, визуализировать наборы данных и аннотировать результаты для технических описаний, докладов и публикаций. Гибкость, соединение алгоритмов пакета с такой особенностью MATLAB, как матрично-векторное описание делают пакет очень удачно приспособленным для решения практически любых задач по разработке и представлению графики.

Этот пакет позволяет пользователю тратить значительно меньше времени и сил на создание стандартных графических изображений и, таким образом, сконцентрировать усилия на важных деталях и особенностях изображений.

MATLAB и пакет Image Processing максимально приспособлены для развития, внедрения новых идей и методов пользователя. Для этого имеется набор сопрягаемых пакетов, направленных на решение всевозможных специфических задач и задач в нетрадиционной постановке.

Пакет Image Processing в настоящее время интенсивно используется многими компаниями и университетами по всему миру. Имеется очень широкий круг задач, которые пользователи решают с помощью данного пакета, например космические исследования, военные разработки, астрономия, медицина, биология, робототехника, материаловедение, генетика и т. д.