基于Java与MATLAB的数字图像处理网络平台构建编程频道|福州电脑网

2023年11月30日发(作者：)

《

自动化技术与应用

》

2021

年第卷第

期

Image

Process no

ing

Tech

logy

图像处理技术

基于

Java

与

MATLAB

的数字图像处理网络平台构建

王广

玥

(福州大学电气工程与自动化学院

，

福建福州

350108)

摘，与

要:本文针对数字图像处理教学实验难度大这一问题

采用MATLAB

Java

语言混合编程的方法实现数字图像处理网络实验

平台MATLAB

。

该方法利用

软件编写可以实现图像处理的，

函数

该函数通过MCR编译器打包之后可以导入编写

Java

的项目中服务器将项目进行发布

；使学生可以在自己的电脑上登录网页进

利用

SSM

框架对项目进行搭建,再通过

tomcat

行自主学习，

，

通过上传图片和输入参数得到相应结果

结合文字知识切实理解课程内容

。

既能提高教学质量,也可以激发学

生学习兴趣,有利于进行进一步的学习和实验

。

关键词MATLABSSM

：

数字图像处理

；；

；

JavaEE

中图分类号:

TP391.41文献标识码:

B：

文章编号

1003-7241(2021)002-0094-06

ConstructionNetwork

Digital

Image

Processing

Platform

Based

Java

and

MATLAB

WANG

yue

Guang

(

CollegeandFuzhou)

Electrical

Engineering

Automation,

Fuzhou

University,

350108

China

Abstract:

Aiming

the

difficultylanguagemixed

digitalimageprocessingtheand Java

MATLAB

teaching

experiment,program

mingmethod

network

the digitalprocessing The

ismethod

used

realize

imageplatform.MATLAB

experimentsoft

uses

wareproject

write function in

anbeimported

that

cancan

function into written

realize

imageJava

processing.This

after

beingthen

packagedtheproject

byUse

thethe

MCRcompiler.project,

SSM

framework

topublish

buildand

the

throughthewebpage

tomcat

server,

sostudents

thattheir

canlog

into

thecomputers,get

learn

independentlyown

thecombinethethe

corresponding

results

uploadingunderstand

picturesparameters,

andandto

inputtext

knowledge

courseteaching,learning,is

content.

Itimprovethe

can

not

onlyqualitystimulate

but

alsowhich

students'interest

conducive

further study

and

experimentation.

Key

words:

Digital

imageprocessing;

MATLAB;

Java;

SSM

引言

实验教学是本科教学中的重要环节之一

，

是整个教

数字图像处理课程是计算机

、

电子

、

通信等专业普遍

开设的一门专业课

。

该课程内容抽象、

理论性较强

，

同时

可视化程度高,

实践性也较强2-3

［

］

。

如何取得理论与实践

学内容和课程体系中不可分割的组成部分］

［

。实验教学

不同于科学探索实验

，

它主要是教会学生掌握实验手段

，

并正确利用所学知识

开展理论思维去验证和解决知识

学习过程中的问题，

为进一步的科学探索打下基础

。基

的最佳结合而

，

是教师在教学过程中遇到的普遍问题

。

MATLAB

对图像处理领域开发了功能强大的模块集和

工具箱

其中包含有大量的图像处理函数

十分适合于做

于教学实验的功能特点

，

组织实验教学的方法和手段很

图像处理操作。

［

4-5

］

釆

用

MATLAB

编写的图像拼接代码

更加简单易懂

，

代码量比起大大减少更加易于维护

，

不易

出错

。

但函数在未经任何处理时只能运行在装有软件的

环境下

，

这个缺点限制了它的应用

。

多

，

在信息化

、

网络化高度发展的今天

，

应充分利用先进

的现代教育技术手段，

建设网上实验教学平台

。

收稿日期:

2019-09-18

针对这个缺点

MATLAB

软件提供了两种方法来解

TechniquesofAutomation&Applications

图像处理技术

Image

Processing

Technology

《

自动化技术与应用

》

2021

年第卷第

期

决这个问题:第一种方法是用户可利用

MATLAB

自带的

编译器将函数或图形用户界面转换成为

EXE

可执行文

结合知识点进行学习

，

对知识点进行更深层次的学习

。

当学生上传图片并输入参数时

，

服务器端调用相应的函

件环境

这样就可以脱离

MATLAB

，

只需安装

MATLAB

组件便能运行

［

6-7

］

第二种方式是利用

MATLAB

软件中所示

提供的

MATLAB

BuilderJA

功能将程序封装到一个组

件中

提供给程序使用

从而使程序可以在更多的应用平

数对图片进行处理

，并将结果返回到页面

。

整个流程如

图

。

台中得到发展

［

8-10

］。

根据以上分析

利用

Java

与

MATLAB

混合编程技

术

能够结合

JavaJava

语言在图像处理方面的优势和

语

图

实验处理流程图

2.2

函数编写

MATLAB

中有许多便于图像计算的函数

，

但因为其

不便于做开发

，将

为了方便对于数字图像的学习入门

，

言具有多线程机制方便实现网络上实时交互行为的优

势,设计了一个基于网络的图像处理教学平台

让学生不

用下载安装任何环境

，

可以直接登录网页进进行学习和

MATLAB

图像显示在网页端

我们可以结合

Java

编程语

言

确切的说是利用企业级应用开发

JavaEE

经过相关

实验

，

在简单输入某些参数交由后台处理后

，

即可查看实

验结果。

配置之后可以输入网址进行访问

。

在

Java

中调用

MATLAB

有三种方式:利用

CORBA

学习平台构建

2.1

数字图像处理实验的内容设置

随着科技的发展

，

越来越多的理工科专业开始开设

(Common

Object

Request

Architecture

)

连接利用

［

］

；

JNI

(Java

NativeCom-

Interface

)

连接

；

利用

MATLAB

的

Builder

连接

。

使用

CORBA

连接十分复杂

，

开发效率低;

使用

JNI

连接

必须针对不同的操作系统编写应用程序

且必须安装在有

MATLAB

的系统中

；

而使用

ComBuild-

数字图像处理这门课程

，

通过阅读经典的数字图像处理

书籍和一些学习建议

［

］

一般将知识点和实验内容分为三

个方面:一些简单的基础部分和介绍

；

经典图像处理方法

部分;面向图像识别理解领域图像处理部分

。在学习过

连接则十分简单

，

具有跨平台优势

。

在

MATLAB

2000a

以上的版本中又在

ComBuilder

的基础上开发岀

MAT

程中

,，

将传统的图像处理作为基础是很有必要的

为了让

LAB

Builder

MATLAB

for

Java,

可以直接把

函数包装

到一个或者多个

Java

类叫

学生兼顾基本知识面与扩展知识点

，

本次实验平台设计

将实验内容分为如下部分。

实验内容

在

MATLAB

软件中的准备如图

所示

。

工工工工工工工

图

像

点

运

算征

图图图

像

几

何

变

飘

像

频

域缩缘

变

拥

二

图图图

像像

复增

原强

像

压边

编检

码测

图

像

分

Itjl

图

像

表

示

与

特

描

述

1-1

图

MATLAB

准备流程

(1)

环境配置

想要

Java

项目无误的调用

MATLAB

编写的函数,

需要两者使用的

jdk

版本相同

这样才能让函数处在相同

的环境中等待被调用

。

图

实验内容

基本模块图像点运算

：图像几何变换图像频域变

、、

《

自动化技术与应用

》

2021

年第卷第

期

图像处理技术

Image

Processing

Technology

于线性空间滤波都使用掩模对图像矩阵进行二维卷积相

关或二维相关

，

所以所有线性空间滤波都可以使用

MAT

像的

需要在单个服务器上部署

WebFigure

服务和嵌入

WebFigure

的页面

。

此配置允许您使用最少的配置从

LAB

提供的

imfilter

函数来实现

其调用格式如下

：

Z=imfilter(X,H,option1

,option2,

…

)

其中的二维矩阵

为输入图像矩阵,

为

，

表示

JSP

页面快速引用

WebFigure

最后在

Java

中调用

。

图语言在建立实现网页端的数字图像

是利用

Java

处理学习平台项目的具体流程

。

掩模。

掩模矩阵可以由用户自己定义

，

也可以直接使用

2.3.1

开发环境的配置

使用框架组合方式的项目都使

Java

架构具有高

度的可维护性和可扩展性

，

同时极大提高项目的开发效

MATLAB

事先定义好的许多常用的滤波器掩模,这些掩

模可以由

fspecialfspecial

函数获得

函数的调用形式如下

：

H=fspecial(type,parameters)

其中

type

为字符串指定了掩模的种类

，

本次实例选

择了

’

motion'

。

Parameters

是掩模的参数

这里我们将

率

降低了开发和维护的成本

所以本次项目选择

SSM

框

架搭建项目

°Java

项目的开发工程经常通过

Mave

管理

着项目所需要弓。

入的文件包

其可以对

Java

项目进行构

其设置为输入参数由学生在网页端输入参数

，以此得到

，

不同的处理结果

。

建和依赖管理

结合提供了一个仓库

，

使得开发者能够方

便的下载所依赖的

jar

包

。

其核心文件

可以直

接对项目的

jar

包依赖进行管理

。

(3)

利用

MATLAB

部署工具,将功能函数文件打包

编译为函数编写完成之后需要打包

jar

包

。

motion.m

文

2.3.2

Java

项目的建立

在

Java

的开发工具

MyEclipse

中新建立项目

，

配置

件生成

文件:在命令行窗口中输入命令

"de-

ploytool

”

，

随后在岀现的

Compiler

窗

口选择

Library

Tomcat

的环境

，

同时需要将

jar

包导入工程目录的文件

夹和

Web

服务器的类路径中

，接着建立

ssm

框架需要的

各种配置文件

，

spring-mvc

、

ties

、

log4j,pr-

mpiler,

之后在

TYPE

窗

口选择

Java

Package

[15]

Add

exported

functions

选项中选择刚刚写好的

motion.m

文

件,并将即将生成的包和类分别命名为

motion

和

Test1

一切部署完成之后点击

Package

对其进行打包打包页

，

operties

、

applicationcontext

、等

。

部分关键代

码如下

，

主要利用

Spring

框架松耦合和控制反准的优点

使用注解方式注入

，

并自动扫描

为代码的路径

面如下图

所示

。

等待一会即可在

for_redistribution_files

_only

中获得

文件

。

得到的文件在之后的环

节中可以被调用。

，

并可以选择图片对其进行滤波处理

base-package

用来指定要扫描的包

：

annotation

—

config/>

：

component-scan

base-package="com.

2.3

Java

编程

结合

MATLAB

Builder

For

Java

将

MATLAB

编

ssm"

写的功能函数封装为只是单单拥有

Java

类之后

MAT

2.3.3

WebFigure

的部署

想要从

JSP

页面快速引用

WebFigure,

需要进行如

LAB

编写的

MMATLAB

文件是不能在网页端显示岀

图

▲

Java

智

motion,m

Image

Processing

Technology

图像处理技术

《

自动化技术与应用

》

2021

年第

卷第期

下配置:

sion"/>

这些代码主要是返回

WebFigure

并将其附加到标签

(1)

将

MATLABROOT/toolbox/javabuilder/we

—

bfigures/webfigures.

tld

客户标签处理程序文件复制到

Web

应用程序的进

WEB-INF

文件夹中

。和迅

并将

uri

行位置互换。

以供显示

。

从函数的输出中获取

WebFigure,

并实现参

数传递及对象转化

。

(4)

从控制器类

Controllerjsp

传递参数到

。

FileU-

ploadController

中的

“

/fileUpload

”

方法用来控制用户上

传图片和输入参数设置图片上传的保存地址目录使用

，，

(2)

在

JSP

文件中

，

通过在文件的头部声明添加以下

代码行来对

WebFigure

标记的引用

。

添加对使用

MAT

LAB

Compiler

SDK

创建的包的引用叭

上传人输入的

重新命名上传文件参数

，

并通过

Mode

创建对象

，

利用

ribute

将图片的名称提交

到

。

<%@

taglib

prefix="wf"

uri=

"http

www

ma-

/builderja/

(3)

配置完成之后

，

添加代码以实例化已部署的类

。

主要代码:

・

文件设置

配置文件

是

web

项目中一系列标准的集

<%!Class1

myDeployedComponen

；

<%!public

void

jspInit(){

合

需要在其中添加相应的配置

WebFigure

Servlet

实

现

MATLAB

图像在网页端的显示

。

try

{

myDeployedComponent=new

Class1()

；

}

catch(Exception

e){

WebFigures

ackTrace()

；

}

}%>

<%!

uresServlet

public

void

jspDestroy(){

if(myDeployedComponent!=null){

WebFigures

tttt

ern>/WebFigures/

</url

myDeployedC

omponen

t.dispose()

；

}

myDeployedC

omponen

t=null

；

}%>

WebFigure

webFigure=(WebFigure)

((MWJava-

—

ern>

ObjectRef)myDeployedComponent

getPlot(

1)[0])

•

get()

《

自动化技术与应用

》

2021

年第卷第

期

图像处理技术

Image

Processing

Technology

福州大学图像处理学习

基础知识

数字圏像处理

虚扌嫖验个人信息

资源共享

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〉

虚拟实验

演示平台

虚啦验

文件:

「

选

择文件

未选择曲文件

演示平台

燥作平台

窗

图

输入参数页面

图

运动模糊结果页面

安排的内容如图

所示

。

通过在网络上学习数字图像的基础知识之后

，

学生

参考文献

：

[1]

周苏娟

，

蒋世忠,黄展鹏

，

等•医学图像处理远程虚拟实

就可以亲自实践,在虚拟实验这一栏下面的操作平台

根

据实验内容选择相应的方法

，

上传图片和输入参数进行

验教学平台的设计与实现

[J].

中国医学教育技术

,2011,25(5)

：

526-529.

[2]MATLAB

高展宏

，

徐文波•基于

的图像处理案例教程

图像处理

，

以此得到相应的图像处理结果可以在图

，

所

示输入相关参数

。

学生可以输入自己的学号和运动位移量

，

并选择本

[M].北京:清华大学岀版社

,2011:8-154.

[3]MATLAB

•Java

费建瑶

基于

和

技术的青海省牧区雪灾

监测预警系统

[

D].

兰州

兰州大学,

2018.

[4]

杨洁霞,林志光•基于

蔡云鹭MATLAB

，

WebFigure

地的图片上传到服务端,选择运行按钮

，

服务器端接收到

文件之后即可对该生上传的图片采取运动模糊的处理

的在线作图课件

[J].

计算机与现代化

,2014(10):5-7,15.

[5]

刘天庆•基于JavaEE

技术平台课程管理系统的开发与

设计

•

科学技术创新

,2019(1

9):95-96.

结果如图

所示

。

[6]

鲍聪

，孙祥娥,王文松，

等

.COMBuilder

对象下

Com

结束语

本文使用的基于混合编程的方法

MATLAB

与

Java

的虚拟演示平台•

[J]

现代电子技术

,2019,42(2)89-93

：•

[7]王建新

陆炜妮王伟平•基于组件的数字图像处理仿真

较好地解决了单纯基于

ATLAB

或者单纯基于

Java

进

行数字图像处理实验方法的缺点

，

此教学实验平台知识

系统的设计与实现

[J].

系统仿真学报

,2004(6):1213-1216.

[8]Halbe,Abhijit

Aparna

Novel

Approach

HTML

Page

CreationNetwork[J].Proce-

Using

Neural

dia：

Computer

Science,2015(45)

197-204.

布局和实验环节界面相互对应

、，

简洁明了

、

便于操作

无

需安装任何其他软件就可以进行实验让学生在课堂之

，

[9]王文松孙祥娥，

，，.JAVA-GUFIR

鲍聪的

等

滤波器网

页端设计

[J]

•

信息技术

,2018,42(10):48-51.

[10]宁丽娜•基于

Java

Web

的牧草种子显微图像拼接系

余

，

自己登录网站由浅入深地学习数字图像处理的知识

和技能,

通过这些验证性实验学生可以对学到的知识有

，

更直观的理解

，

以此掌握数字图像的基础知识

，

为以后更

深层次的学习打下基础

。

统的研究与实现

[D].

内蒙古

：

辨识建模与仿真

Identification

Modeling

and

Simulation

《

自动化技术与应用

》

202140

年第卷第期

第二步:覆盖缺少的人员动作

使用对象遮罩来识别缺少的人员动作

，

如果遮罩中表明该系统在运动员训练过程中均有强烈的沉浸感

的某个对象部分或完全不在主

Feed

覆盖的区域内

，

则认

为该对象丢失并被复制

。

泊松混合在全景图上覆盖实地和丢失的人员动作

。

结果

。

参考文献

：

[1]Anderson,David

Robert

Gallup,Jonathan

—

ron,et

：

Virtual

reality

video[J].Acm

Transactions

(4)

使用体验

使用标准的

ITU

连续标度来评估运动员训练的质

量

。

连续量表上标记的标签为优秀较差和

，

良好一般

，

差五个等级

。

要求参与者在连续量表上标记分数

，

然后

Graphics,2016,35

⑹

—

13.

[2]

Sports

SportsPositi

Camera

—

ons—

：

and

Responsibilities.(2017).http

//aph

icsarchivepositions

.—

com/sport/live

———

sports

camera

and

—

将其标记映射到

-100

之间的整数值

，

并取平均值以计

算平均意见得分

(MOS)

。

要求参与者澄清所有问题

，

并确

responsibilities/.

保他们对实验程序有充分的了解

。

如图

所示为不同运

动中该系统的

MOS

。

误差棒代表标准偏差

。

大多数参与

[3]

艾思文

石海燕

，

.VR

技术在体育教学中的应用及影响

[J]279282

•

湖北体育科技

,2019,38(3)

：

—

•

者将所有游戏的视频质量和现场感都评为

““

好

”

到

优

秀

”

。这意味着他们完全沉浸在

360

体验中。

在三场比赛

[4]赵孟洋

•

虚拟现实技术在高校体育舞蹈教学中的应用研

究[D].

广州体育学院

,2019.

[5]

王雪,徐文文

，

高泽红,王志军•虚拟现实技术的教学应

用能提升学习效果吗项实验和

？基于教学设计视角的

一

之间

，

曲棍球的得分最低

。

这是因为低纹理的曲棍球场

很难执行精确的特征匹配和对齐

。

准实验的元分析

71.

•

远程教育杂志

,2019,37(

6):61

—

[6]基于虚拟现实技术的竞技体育仿真应

郝庆威郝婉全

•

用开发研究

[J].

电视技术—

,2018,42(8):88

92.

[7]

茅洁VR

•

基于

、

技术融合的大学体育教学应用

置

图

系统对于不同运动训练支持的平均意见分数

结束语

本文设计了一套基于

技术的运动训练支持系统,

该系统利用摄像机设置来生成沉浸式内容

，假设至少有

一个旋转运动的摄像机和两个或多个完全覆盖整个视场

的互补摄像机

。系统执行过程主要分为三个主要阶段

：

创建广角全景图

；

消除视差并对齐所有视频源

；

)通过

(上接第

页)

拟实验平台的设计实现

[J].

自动化技术与应用

,2018,37(12)

：

168-170.7566.

[12]

的智慧农业软件平台的设计与

胡江生.基于

Java

实现

[D]•哈尔滨:哈尔滨工业大学

,2018.

[13]朱启标周志洪等•基于Matlab

的数字图像处

龚黎华

，，

理综合设计性实验[J]

53.

•

实验技术与管理

,2018,35(11)

：

—

[14]

ore,i

and

si,"Mat

—

Trader:An

automatedfinancial

trading

anddata

analy

sisfor

frameworkMatlabIEEE

and

Java,"[C].201655th

(sow)

研究,2017,51(9):76

.武汉体育学院学报

—

80.

[8]

钱隆•基于虚拟现实技术的高校体育教学与训练研究

•

自动化与仪器仪表

,2017(6)

：243•

242

—

[9]

孟然•基于虚拟现实技术的竞技体育仿真应用开发分析

[J].

赤峰学院学报(自然科学版

),2019,35(6):131-133.

[10]

Masayuki

T,RyoO,et

K,Masatoshi

image

cloning

closedof

form

solution

modified—

isson

problem[C]//Siggraph

,2012.

作者简介

：，

李景华

(1974-)

男

，

硕士研究生

，

副教授,研究方向

：

学

校体育

。

Conference

Decision

and

Control(CDC),Las

Vegas,

NV,2016,pp.7561

—

[15]

,"A

and

completeadaptive

user

antenna

tutorial

demonstration:A

GUI

based

approach

ing

JAVA

and

MATLAB

interfacing,"[C].2011

IEEE

—

plied

Electromagnetics

Conference(AEMC),Kolkata,2011:1-4.

作者简介：

：

王广

玥

(1997-),

基于Java与MATLAB的数字图像处理网络平台构建

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