图像识别与处理期末大作业Word文档格式.docx
- 文档编号:16324575
- 上传时间:2022-11-22
- 格式:DOCX
- 页数:29
- 大小:1.60MB
图像识别与处理期末大作业Word文档格式.docx
《图像识别与处理期末大作业Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《图像识别与处理期末大作业Word文档格式.docx(29页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
3.5.10图像对数校正16
3.5.11图像的指数校正16
3.5.12图像扩展校正17
3.5.13元胞自动机18
3.5.14中值滤波19
3.5.15均值滤波19
3.5.16小波变换20
3.5.17算子边缘检测21
3.5.18高通滤波21
4.使用说明22
4.1运行环境要求22
4.2用户操作手册23
5.总结26
1.概述
图像处理与识别技术是一门跨学科的前沿高科技。
随着计算机软硬件技术的不断提高,计算机图像处理与识别技术从20世纪80年代中期到90年代末得到了迅速的发展,已广泛地应用在工业、农业、交通、金融、地质、海洋、气象、生物医学、军事、公安、电子商务、卫星遥感、机器人视觉、目标跟踪、自主车导航、多媒体信息网络通信等领域,取得了显著的社会效益和经济效益。
现在人们已充分认识到计算机图像处理与识别技术是认识世界、改造世界的重要手段,是21世纪信息时代的一门重要的高新科学技术。
数字图像处理技术始于20世纪50年代,主要研究图像编码与压缩、图像预处理、图像增强、图像变换、图像恢复、图像分割与分析等。
对图像处理环节来说,输入是图像,处理后输出的也是图像。
图像识别技术是对上述处理后的图像进行分类,确定类别名称,它可在分割的基础上选择需要提取的特征,并对某些参数进行测量,最后根据测量结果作分类与识别。
图像识别。
图像识别技术的涵义很广,主要指通过计算机,采用数学技术方法,对一个系统前端获取的图像按照特定目的进行相应的处理。
图像识别包括诸如条码识别、生物特征识别(人脸识别、指纹识别等)技术、智能交通中的动态对象识别、手写识别等。
可以说,图像识别技术就是人类视觉认知的延伸。
是人工智能的一个重要领域,随着计算机技术及人工智能技术的发展,图像识别技术越来越成为人工智能的基础技术。
它涉及的技术领域也越来越广泛,应用越来越深入。
其基本分析方法也随着数学工具的不断进步而不断发展。
现在,图像识别技术的应用范围已经远远突破视觉的范围,而更多地体现为机器智能、数字技术的特点。
图像处理。
就是利用计算机对图像信息进行加工以满足人的视觉心理或者应用需求的行为。
实质上是一段能够被计算机还原显示和输出为一幅图像的数字码。
21世纪是一个充满信息的时代,图像作为人类感知世界的视觉基础,是人类获取信息、表达信息和传递信息的重要手段。
数字图像处理,即用计算机对图像进行处理,其发展历史并不长。
数字图像处理技术源于20世纪20年代,当时通过海底电缆从英国伦敦到美国纽约传输了一幅照片,采用了数字压缩技术。
首先数字图像处理技术可以帮助人们更客观、准确地认识世界,人的视觉系统可以帮助人类从外界获取3/4以上的信息,而图像、图形又是所有视觉信息的载体,尽管人眼的鉴别力很高,可以识别上千种颜色,但很多情况下,图像对于人眼来说是模糊的甚至是不可见的,通过图象增强技术,可以使模糊甚至不可见的图像变得清晰明亮。
另一方面,通过数字图像处理中的模式识别技术,可以将人眼无法识别的图像进行分类处理。
通过计算机模式识别技术可以快速准确的检索、匹配和识别出各种东西。
2.需求分析
2.1初期需求
在本学期初期,利用选定的语言实现一个图象处理平台,具有如下功能:
(1)至少能读入三种以上的数值图像文件;
(2)显示图象;
(3)显示彩色直方图(RGB);
(4)对图象进行扩展校正;
(5)对数/指数校正处理;
(6)输出3种以上1维元胞自动机程序函数图像序列;
(7)对选择的元胞自动机函数生成3种基元测量序列;
2.2最终的需求
利用在上课期间建立起来的图像处理试验平台完成,自己设计具有个性化实现的交互式集成系统界面,至少包含如下几类图像处理具有8种以上的操作功能
(1)点运算:
直方图/彩色直方图/灰度校正
(2)邻域运算:
高通/低通/边缘滤波器
(3)分块运算:
FFT/DCT/小波变换滤波器
(4)一维元胞自动机:
基本函数可视化/不少于4类函数100次迭代后基元模式测度
2.3性能要求分析
(1)系统易操作性
我们本综合图像处理器操作简单方便,容易使用比较的实用比较符合综合图像处理工具。
综合图像处理器的操作友好、系统界面较友好、系统结构友好。
(2)系统具有可维护性
由于综合图像处理器涉及的信息比较广,综合图像处理器可利用的空间及性能也随之下降,为了使综合图像处理器更好地运转,用户可以一些简单的功能进行独立的维护及调整。
(3)系统兼容性
综合图像处理器能够系统顺利连接,不会因外部系统的不同面要做在量的修改工作。
(4)系统具有稳定性
运行结果在不同的操作系统和编译平台中是稳定的,且系统具有一定的容错能力。
(5)系统易使用性
综合图像处理器可以在如何操作系统环境下运行,在运行综合图像处理器时不需要安装什么插件,容易运行操作。
然后该系统操作方便简单,容易使用。
并且我们的系统的安全性高,没有什么漏洞和bug,可以放心的使用。
2.4最终项目功能需求
根据以上实验要求,我对本次项目做了详细的需求分析,最终决定本次项目实现如下功能:
功能
描述
显示图像
至少能读入三种以上图像文件并显示出来
指数校正
对图像进行指数校正
对数校正
对图像进行对数校正
显示彩色直方图
显示图像的彩色直方图
显示灰度直方图
显示图像的灰度直方图
中值滤波
对图像进行中值滤波处理
高通滤波
对图像进行高通滤波处理
低通滤波
对图像进行低通滤波处理
边缘滤波
对图像进行边缘滤波处理
FFT变换滤波
对图像进行FFT变换滤波处理
DCT变换滤波
对图像进行DCT变换滤波处理
小波变换滤波
对图像进行小波变换滤波处理
一维元胞自动机
输出3种以上1维元胞自动机程序函数图像序列,基本函数可视化/不少于4类函数100次迭代后基元模式测度
直方图灰度校正
对图像的直方图进行灰度校正
直方图均衡化
对图像的直方图进行均衡化处理
3.软件设计说明
3.1项目概要设计
(1)项目开发环境和工具及平台
本次项目开发主要是在MicrosoftVisualStudio2010平台上使用MFC对话框模式,然后使用了opencv的开放包搭建开发了一个图像处理平台。
VS2010平台上在添加opencv这样一个图像处理的开放包,是由一系列支持图像处理操作的函数组成的。
所支持的图像处理操作有:
图像的几何操作、邻域和区域操作、图像变换、图像恢复与增强、线性滤波和滤波器设计、变换(DCT变换等)、图像分析和统计、二值图像操作、图像二值化、图像函数迭代等函数的操作。
(2)项目基本模块图
本项目所开发的图像处理平台主要分为文件、基本图像处理、图像校正、边缘检测、滤波器、小波变换、元胞自动机和使用说明等8个模块,各模块详细内容如下图:
(3)图像运算模式分类
图像处理模式
图像运算模式
单点处理
高通滤波
微分法
拉普拉斯算子
小波变换
领域处理
领域平均
中值滤波
傅里叶变换
分块处理
并行微分法
全局阈值算法
自适应阈值算法
统计最优阈值算法
傅里叶变换
全屏处理
逆滤波图像复原
运动模糊消除
维纳滤波复原
功率谱均衡复原
平滑约束复原
卷积逆投影
傅里叶反变换
3.2项目体系结构
项目整体结构如下图所示,搭建一个图像处理平台,设计一个主界面,该主界面上集成了对话框功能模块包含2个功能模块和菜单功能模块包含了6个功能模块,每个功能模块又由子功能模块组成:
3.3操作界面设计
本项目中界面设计的主要要求是:
界面友好、个性化,便于用户操作,而且具有个性化实现的交互式集成系统界面,根据这一要求,该图像处理实验平台的主界面设计如下图所示:
3.4项目功能设计
根据项目需求的要求,该图像处理实验平台主要实现了以下几个功能:
扩展校正
对图像进行扩展校正
显示彩色直方图(RGB)
图像进行灰度处理
对图像进行灰度处理并且显示
均值滤波
对图像进行均值滤波处理
对图像进行算子边缘滤波处理
图像缩小
对图像进行缩小处理
图像平移
对图像进行平移处理
对图像进行二维离散小波变换滤波处理
图像旋转
对图像进行旋转化处理
3.5项目功能介绍
3.5.1图像查看
Vs2010+opencv中主要有7中图像的格式。
(1)RAW图像格式
扩展名是RAW。
RAW是一种无损压缩格式,它的数据是没有经过相机处理的原文件,因此它的大小要比TIFF格式略小。
所以,当上传到电脑之后,要用图像软件的Twain界面直接导入成TIFF格式才能处理。
(2)BMP图像格式
BMP是一种与硬件设备无关的图像文件格式,使用非常广。
它采用位映射存储格式,除了图像深度可选以外,不采用其他任何压缩,因此,BMP文件所占用的空间很大。
BMP文件的图像深度可选lbit、4bit、8bit及24bit。
BMP文件存储数据时,图像的扫描方式是按从左到右、从下到上的顺序。
(3)PCX图像格式
PCX这种图像文件的形成是有一个发展过程的。
最先的PCX雏形是出现在ZSOFT公司推出的名叫PCPAINBRUSH的用于绘画的商业软件包中。
使PCX同GIF、TIFF、BMP图像文件格式一起,被越来越多的图形图像软件工具所支持,也越来越得到人们的重视。
PCX是最早支持彩色图像的一种文件格式,现在最高可以支持256种彩色,PCX图像文件由文件头和实际图像数据构成。
文件头由128字节组成,描述版本信息和图像显示设备的横向、纵向分辨率,以及调色板等信息:
在实际图像数据中,表示图像数据类型和彩色类型。
PCX图像文件中的数据都是用PCXREL技术压缩后的图像数据。
(4)TIFF图像格式
TIFF图像文件是由Aldus和Microsoft公司为桌上出版系统研制开发的一种较为通用的图像文件格式。
TIFF格式灵活易变,它又定义了四类不同的格式:
TIFF-B适用于二值图像:
TIFF-G适用于黑白灰度图像;
TIFF-P适用于带调色板的彩色图像:
TIFF-R适用于RGB真彩图像。
(5)GIF图像格式
GIF(GraphicsInterchangeFormat)的原义是"
图像互换格式"
,是CompuServe公司在1987年开发的图像文件格式。
GIF文件的数据,是一种基于LZW算法的连续色调的无损压缩格式。
其压缩率一般在50%左右,它不属于任何应用程序。
目前几乎所有相关软件都支持它,公共领域有大量的软件在使用GIF图像文件。
(6)JPEG格式
JPEG是JointPhotographicExpertsGroup的缩写,文件后辍名为"
.jpg"
或"
.jpeg"
,是最常用的图像文件格式,由一个软件开发联合会组织制定,是一种有损压缩格式,能够将图像压缩在很小的储存空间,图像中重复或不重要的资料会被丢失,因此容易造成图像数据的损伤。
尤其是使用过高的压缩比例,将使最终解压缩后恢复的图像质量明显降低,如果追求高品质图像,不宜采用过高压缩比例。
但是JPEG压缩技术十分先进,它用有损压缩方式去除冗余的图像数据,在获得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动的图像,换句话说,就是可以用最少的磁盘空间得到较好的图像品质。
(7)TGA格式
TGA格式(TaggedGraphics)是由美国Truevision公司为其显示卡开发的一种图像文件格式,文件后缀为"
.tga"
,已被国际上的图形、图像工业所接受。
TGA的结构比较简单,属于一种图形、图像数据的通用格式,在多媒体领域有很大影响,是计算机生成图像向电视转换的一种首选格式。
我的查看器可以查看以上3中以上的格式的图像:
3.5.2图像(RGB)直方图
主要函数代码:
通过for循环处理图像的横向和纵向处理。
for(inti=0;
i<
size;
i++){CvPointp0=cvPoint(i*bin_width,gray_dst->
height);
CvPointp1=cvPoint((i+1)*bin_width,gray_dst->
height-cvGetReal1D(hist->
bins,i)*bin_unith);
cvRectangle(gray_dst,p0,p1,cvScalar(0),-1,8,0);
}
i++){CvPointp0=cvPoint(i*r_bin_width,r_dst->
CvPointp1=cvPoint((i+1)*r_bin_width,r_dst->
height-cvGetReal1D(r_hist->
bins,i)*r_bin_unith);
cvRectangle(r_dst,p0,p1,cvScalar(255,0,0),-1,8,0);
3.5.3图像颜色反转
主要功能展示:
主函数代码:
通过3个for循环实现图像的反转
for(i=0;
height;
i++)
for(j=0;
j<
width;
j++)
for(k=0;
k<
channels;
k++)
data[i*step+j*channels+k]=255-data[i*step+j*channels+k];
3.5.4图像旋转
主函数:
调用了cvFlip函数进行处理
cvFlip(pClnImg,NULL,0);
//核心在这里
3.5.5图像灰度处理
主核心函数:
cvCvtColor(img,img1,CV_BGR2GRAY);
//关键色彩空间转换,将源彩色图像img转化成目标灰色图像imag1
3.5.6图像缩小
dst_cvsize.width=src->
width*scale;
//目标图像的宽为源图象宽的scale倍
dst_cvsize.height=src->
height*scale;
//目标图像的高为源图象高的scale倍
3.5.7图像平移
通过处理图像的长宽和源图的比例来实现图像的平移
if(h>
=0&
&
w>
=0)
{for(i=0;
imageHeight-h;
{for(j=0;
imageWidth-w;
{sTemp=cvGet2D(src,i,j);
cvSet2D(dst,i+h,j+w,sTemp);
}}}
elseif(h<
0&
{for(i=-h;
imageHeight;
}}}
elseif(h>
w<
0)
{for(j=-w;
imageWidth;
cvSet2D(dst,i+h,j+w,sTemp);
3.5.8图像文件
功能展示如下:
3.5.9图像用户手册
3.5.10图像对数校正
主要函数:
通过for循环来对图像的长宽来进行处理然后对图像进行校正。
for(inty=0;
y<
img->
y++)
for(intx=0;
x<
x++)
{temp_ptr=&
((uchar*)(imgNew->
imageData+imgNew->
widthStep*y))[x*3];
temp_ptr[0]=static_cast<
int>
(key*TempLogValue[temp_ptr[0]+1]);
temp_ptr[1]=static_cast<
(key*TempLogValue[temp_ptr[1]+1]);
temp_ptr[2]=static_cast<
(key*TempLogValue[temp_ptr[2]+1]);
m++;
3.5.11图像的指数校正
通过for循环来对图像的长宽来进行处理然后对图像进行校正还是是调节亮度变化。
for(intx=0;
{temp_ptr=&
((uchar*)(imgNew1->
imageData+imgNew1->
temp_ptr[0]=TempValue[temp_ptr[0]+1];
temp_ptr[1]=TempValue[temp_ptr[1]+1];
temp_ptr[2]=TempValue[temp_ptr[2]+1];
m++;
}
3.5.12图像扩展校正
{uchar*temp_ptr=&
I=(temp_ptr[0]+temp_ptr[1]+temp_ptr[2])/3;
if(I>
=a&
I<
b){temp_ptr[0]=beta*(temp_ptr[0]-a)+ga;
temp_ptr[1]=beta*(temp_ptr[1]-a)+ga;
temp_ptr[2]=beta*(temp_ptr[2]-a)+ga;
elseif(I<
a){temp_ptr[0]=alpha*(temp_ptr[0]);
temp_ptr[1]=alpha*(temp_ptr[1]);
temp_ptr[2]=alpha*(temp_ptr[2]);
elseif(I>
=b&
=255){temp_ptr[0]=gamma*(temp_ptr[0]-b)+gb;
temp_ptr[1]=gamma*(temp_ptr[1]-b)+gb;
temp_ptr[2]=gamma*(temp_ptr[2]-b)+gb;
}m++;
3.5.13元胞自动机
//下面是查找并转换相应规则
for(intcount=7;
count!
=-1;
count--){
if(rule%2==1){v.push_back(A[count]);
rule=rule/2;
time;
for(j=0;
j++){cvc[i][j]=0;
}cvc[0][size/2]=1;
for(inti=1;
for(intj=0;
j++){//设临时变量,用来和v里的规则比较
inttem=cvc[i-1][j-1]*100+cvc[i-1][j]*10+cvc[i-1][j+1];
for(intk=0;
v.size();
k++){if(tem==v[k])//和v里存有的规则相等,置cvc[i][j]=1
cvc[i][j]=1;
}}
for(i=0;
{((uchar*)(img->
imageData+img->
widthStep*i))[j]=cvc[i][j]*255;
//给像素点赋值}
3.5.14中值滤波
通过对图像的长宽的处理并且还有对图像的像素点的处理进行中值滤波处理。
d->
for(intj=1;
{buff[0]=data[(i-1)*step+j];
buff[1]=data[i*step+j];
buff[2]=data[(i+1)*step+j];
buff[3]=data[i*step+j-1];
buff[4]=data[i*step+j+1];
if(flag==9){buff[5]=data[(i-1)*step+j-1];
buff[6]=data[(i-1)*step+j+1];
buff[7]=data[(i+1)*step+j-1];
buff[8]=data[(i+1)*step+j+1];
data[i*step+j]=midVal(buff,flag);
3.5.15均值滤波
功能展示图:
主要函数图:
通过对图像的长宽的处理并且还有对图像的像素点的处理进行均值处理。
intstep=d->
widthStep/sizeof(uchar);
uchar*data=(uchar*)d->
imageData;
//3*3crossneighbor,definemask
intMask[3
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 图像 识别 处理 期末 作业
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)