****大学
毕业设计（论文）
题 目： 基于MATLAB特殊图像的
频谱分析
学 院： **** 学院 专业班级： 级自动化（）班 指导教师： 职称： 教授 学生姓名： 学 号：
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摘 要
随着计算机科学技术的不断发展以及人们在日常生活中对图像信息的不断需求，纹理图像分析处理技术在近年来得到了迅速的发展。纹理图像是指其灰度图像往往呈现出某种规律性的图片，目前利用统计学的方法进行纹理分析的研究不是很多，尤其是在国内，也还很不成熟，于是本文采用了一种描述图像纹理特征的新方法——变差函数法,变差函数能较充分反映图像数据的随机性和结构性，它用单步变差函数值来描述图像空间相邻两点的统计特征，能够表现出纹理图像的周期性。
本文主要介绍了基于变差函数的纹理图像的频谱分析。变差函数图能够非常明了的表现出纹理图像的周期性和结构性。本文主要采用对纹理图像的水平方向、垂直方向、以及任意方向取任意大小的窗口计算其平均变差函数值，绘制变差函数曲线分析纹理图像的周期性和相似性。通过变差函数图可以来观察纹理图像在某一方向是否有周期性，没有周期性说明纹理的随机性远大于周期性；而在有周期性的纹理图像中，用极值点间的距离确定纹理图像的周期大小，从而实现了对纹理图像的频谱分析。
关键词：变差函数，纹理信息，周期性，频谱分析
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ABSTRACT
Along with the computer science and technology unceasing development and people in daily life continued demand for image information, texture image analysis technology in the developed rapidly in recent years. Texture image is to show its gray image presents some regularity often pictures, currently use statistical methods on texture analysis research is not a lot, especially in domestic, are still not mature, so this paper puts forward a description of image texture feature of the new method, the worse function method, worse function can be fully reflected the randomness of the image data and structural, it in a single step becomes poor function values to describe the image space of two adjacent statistical characteristic, can show of texture image of cyclical.
This paper mainly introduces the worse function based on the texture image of spectrum. Worse function diagrams can be very clear show of texture image of structural and cyclical. This paper mainly adopts horizontal direction of texture image and vertical direction, and any direction from the window of any size calculation its average becomes poor function values, draw worse function curve analysis of texture image of periodic and similarity. Through the worse function diagram can be to observe texture image in one direction is cyclical, no periodic whether that the randomness of the far outweigh the cyclical texture; And in a cyclical texture images, with extreme value point to determine the distance between the cycle of texture image size is realized, and the spectrum analysis of texture image.
KEY WORDS :variogram, texture information, periodic, spectral analysis
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前 言
图像分析技术已近很多年了，但是，近年来纹理图像在图像处理、模式识别、计算机视觉中变得更加重要。纹理可视为物体表面灰度和颜色的二维变化的图案，是相邻像素的灰度和颜色的空间相关性或空间变化的视觉表现。纹理图像分析技术以其信息量大、处理和传输方便、应用范围广等一系列优点，成为人类获取信息的重要来源和利用信息的重要手段，并在宇宙探测、遥感、生物医学、农工业生产、军事、公安、办公自动化等领域得到了广泛应用，显示出广泛的应用前景。
基于MATLAB的特殊图像频谱分析是一个相当新且发展十分迅速的研究领域，是用于研究计算机进行图像分析的科学与技术。图像分析是一个图像进而数据出的处理，数据可以是特征测量的结果，或是基于测量的符号表示。 图像分析具有一定的优越性。通常应用在获取信息的场合，如计算机科学、信息科学、生物科学等。它具有高分辨率、高速度、立体化、智能化的特点。其目的是实现图像的实时处理，移动目标的生成、识别和跟踪，使信息更为完整和丰富，实现图像的智能生成、处理、识别和理解。
本文对纹理图像及其特征、纹理分析、变差函数以及变差函数在纹理图像中的应用进行了介绍和研究，系统的介绍了变差函数的有关知识，并对应用变差函数的纹理图像进行了研究和分析。
论文将分五个章节加以阐述。
第一章绪论介绍纹理图像的概念、基于变差函数的纹理图像的应用等相关内容。
第二章介绍统计学变差函数的基本理论。
第三章介绍MATLAB程序设计思路及变差函数理论结果。 第四章介绍程序仿真及结果分析。 第五章介绍结论与展望。
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目 录
第1章 绪 论.............................................................................................................. 1
1.1 纹理图像.......................................................................................................... 1
1.1.1 纹理图像的概念及特征........................................................................ 2 1.1.2 纹理图像分析方法................................................................................ 3 1.2 基于变差函数的纹理图像研究...................................................................... 5
1.2.1 基于变差函数的纹理图像.................................................................... 5 1.2.2 变差函数在纹理信息分析中的应用.................................................... 6 1.3 基于变差函数的纹理分析国内外研究现状.................................................. 6 1.4 本文的设计内容.............................................................................................. 7 第2 章 统计学变差函数的基本理论....................................................................... 9
2.1 区域化变量...................................................................................................... 9 2.2 变差函数的概念和纹理图像分析.................................................................. 9
2.2.1 定义........................................................................................................ 9 2.2.2 纹理变程.............................................................................................. 10 2.2.3 变差函数值及其绘制.......................................................................... 11 2.3 统计分析........................................................................................................ 12 2.4 本章小结........................................................................................................ 13 第3章 程序设计...................................................................................................... 14
3.1 变差函数在水平方向的流程图及程序设计................................................ 14 3.2 变差函数在垂直方向的流程图及程序设计................................................ 15 3.3 变差函数在任意方向的流程图及程序设计................................................ 16 3.4 本章小结........................................................................................................ 19 第4章 程序实验结果及分析.................................................................................. 20
4.1 变差函数在水平方向的程序实验结果及分析............................................ 20
4.1.1 验证程序的正确性.............................................................................. 20 4.1.2 纹理图像的程序实验结果及分析...................................................... 24 4.2 变差函数在垂直方向的程序实验结果及分析............................................ 25 4.3 变差函数在任意方向的矩阵程序实验结果及分析.................................... 26
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