數(shù)字圖像處理課設(shè)-2

PAGE3-數(shù)字圖像處理系統(tǒng)課設(shè)報(bào)告姓名：熊禮強(qiáng)學(xué)號(hào)：20080810010223班級(jí)：08信息2班一、目的與要求本課程著重研究數(shù)字圖像處理的方法，訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，同時(shí)要求拓寬專業(yè)知識(shí)面。該課程是一門涉及多領(lǐng)域的專業(yè)選修課。它是圖像通信、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺等學(xué)科的基礎(chǔ)。通過對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握數(shù)字圖像處理的基本處理技術(shù)，較深入地理解數(shù)字圖像處理的基本概念、基礎(chǔ)理論以及解決問題的基本思想方法。從而使學(xué)生具有初步綜合利用所學(xué)知識(shí)深入研究有關(guān)信息領(lǐng)域問題的能力。本課程數(shù)字圖像處理是論述其基本理論、方法及其在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中應(yīng)用的學(xué)科分支，是實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺的有效工具。學(xué)習(xí)本門課程的主要目的是使學(xué)生掌握數(shù)字圖像處理的基本概念、原理、和方法，并未以后在此方向上的深入研究奠定基礎(chǔ)。通過本課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生理解和鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，樹立解決實(shí)際問題的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度。實(shí)驗(yàn)前要求做好編程準(zhǔn)備工作，提高實(shí)驗(yàn)效果，注重獨(dú)立分析問題、解決問題的能力培養(yǎng)，訓(xùn)練實(shí)際操作，鼓勵(lì)創(chuàng)新設(shè)想。二、二值化以及馬賽克應(yīng)用背景二值化：在指紋自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)中，圖像采集設(shè)備所得到的圖像是一幅含有較多噪聲的灰度圖，必須經(jīng)過預(yù)處理，除去大量的噪聲信號(hào)，得到一幅紋線清晰的點(diǎn)線圖，才能進(jìn)行指紋特征的提取和匹配。而二值化是圖像預(yù)處理中非常重要的一步。對(duì)圖像進(jìn)行二值化處理，一方面對(duì)圖像信息進(jìn)行了壓縮，保留了紋線的主要信息，節(jié)約了存儲(chǔ)空間，便于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和處理。另一方面還可以去除大量的粘連，為指紋特征的提取和匹配做準(zhǔn)備。二值圖像是指整幅圖像畫面內(nèi)僅黑（灰度值為0）白（灰度值為1）二值的圖像，在它們上面不呈現(xiàn)出灰度的變化。在數(shù)字圖像處理中，二值圖像占有非常重要的地位。這是因?yàn)樵趯?shí)用的圖像處理系統(tǒng)中，要求處理的速度高、成本低，信息量大的濃淡圖像處理花銷太大，不是上策。而且二值化后的圖像能夠用幾何學(xué)中的概念進(jìn)行分析和特征描述，比起灰度圖像來說方便得多。因而二值圖像處理目前已成為圖像處理中的一個(gè)獨(dú)立的、重要分支而獲得廣泛的應(yīng)用。對(duì)于指紋的識(shí)別來說，有有的信息得包含有脊線和谷線的二值描述中。因而必須根據(jù)原始的灰度圖像來確定圖像上的每一點(diǎn)應(yīng)屬于客體區(qū)域還是背景區(qū)域，從而產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的二值圖像。它不僅可以大大減少儲(chǔ)存量，而且對(duì)使得后面的判別過程少受干擾，大大簡化其后的處理方法。二值化后的圖像是以后處理的基礎(chǔ)，它的算法對(duì)后面的處理有直接的影響。一個(gè)好的算法可以得到一個(gè)高質(zhì)量的二值圖像。反之，如果該階段引入噪聲，就會(huì)直接降低圖像質(zhì)量，影響識(shí)別精度。馬賽克：馬賽克指現(xiàn)行廣為使用的一種圖像（視頻）處理手段，此手段將影像特定區(qū)域的色階細(xì)節(jié)劣化并造成色塊打亂的效果，因?yàn)檫@種模糊看上去有一個(gè)個(gè)的小格子組成，便形象的稱這種畫面為馬賽克。馬賽克常用于遮擋重要部位，其目的通常是使之無法辨認(rèn)，而因此用在影像處理時(shí)有時(shí)也稱為碼賽克(由單純音譯加入了密碼的涵義)。馬賽克（Mosaic），建筑專業(yè)名詞為錦磚，分為陶瓷錦磚和玻璃錦磚兩種。是一種裝飾藝術(shù)，通常使用許多小石塊或有色玻璃碎片拼成圖案，在教堂中的玻璃藝品，又稱為花窗玻璃（stainedglass）。在拜占庭帝國時(shí)代，馬賽克隨著基督教興起而發(fā)展為教堂及宮殿中的壁畫形式。現(xiàn)今馬賽克泛指這種類型五彩斑斕的視覺效果。馬賽克也指現(xiàn)行廣為使用的一種圖像（視頻）處理手段，此手段將影像特定區(qū)域的色階細(xì)節(jié)劣化并造成色塊打亂的效果，因?yàn)檫@種模糊看上去有一個(gè)個(gè)的小格子組成，便形象的稱這種畫面為馬賽克。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容以及原理在此課程設(shè)計(jì)中，使用delphi軟件編程，對(duì)圖像進(jìn)行處理。在編程中實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像處理的原理。在delphi軟件中首先新建一個(gè)工程，使用可視化的設(shè)計(jì)，將圖像圖片加載到軟件中同時(shí)保存在相對(duì)路徑下，以便軟件隨便調(diào)用。圖像的二值化處理就是將圖像上的像素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為0或255，也就是講整個(gè)圖像呈現(xiàn)出明顯的黑白效果。將256個(gè)亮度等級(jí)的灰度圖像通過適當(dāng)?shù)拈y值選取而獲得仍然可以反映圖像整體和局部特征的二值化圖像。在數(shù)字圖像處理中，二值圖像占有非常重要的地位。首先，圖像的二值化有利于圖像的進(jìn)一步處理，使圖像變得簡單，而且數(shù)據(jù)量減小，能凸顯出感興趣的目標(biāo)的輪廓。其次，要進(jìn)行二值圖像的處理與分析，首先要把灰度圖像二值化，得到二值化圖像。所有灰度大于或等于閥值的像素被判定為屬于特定物體，其灰度值為255表示，否則這些像素點(diǎn)被排除在物體區(qū)域以外，灰度值為0，表示背景或者例外的物體區(qū)域。圖像的二值化處理的變換函數(shù)表達(dá)式：利用圖像的二值化處理的關(guān)鍵是求出閥值T，在程序運(yùn)行過程，我們先計(jì)算出二值圖像的腐蝕與膨脹以及擊中或不擊中變換。二值圖像的細(xì)化，首先循環(huán)讀出二值圖所有像素，然后區(qū)分圖像和背景圖像，循環(huán)讀取二值圖所有像素。在馬賽克處理當(dāng)中，首先獲取當(dāng)前像素的三基色RGB，各種顏色的取值，然后分別將三基色的red、green、blue取不同的值，而取值的范圍像素點(diǎn)的值進(jìn)行相加，算法為red:=rgbpoint[i-1,j-1].r+rgbpoint[i-1,j].r+rgbpoint[i-1,j+1].r+rgbpoint[i,j-1].r+rgbpoint[i,j].r+rgbpoint[i,j+1].r+rgbpoint[i+1,j-1].r+rgbpoint[i+1,j].r+rgbpoint[i+1,j+1].r其中red可以為green或者blue，然后將當(dāng)前需要馬賽克的圖像的像素點(diǎn)的三基色取值為已經(jīng)變換的值進(jìn)行處理，即可得出一張馬賽克的圖像。四、各個(gè)功能模塊以及代碼實(shí)現(xiàn)圖像的二值化：（1）變量的設(shè)置：Bitmap:TBitmap;FBitmap:TBitmap;p:pbytearray;i,j,k:integer（2）函數(shù)的功能：1、Bitmap.PixelFormat:=pf24bit使得變量Bitmap像素格式化。2、使用一個(gè)循環(huán)對(duì)Bitmap每個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行判斷賦值。3、使用一個(gè)p:=Bitmap.ScanLine[i]，通過判斷進(jìn)行賦值0或者255。4、最后調(diào)用生成一個(gè)新的圖像Image.Picture.Bitmap.Assign(參數(shù)Bitmap)方法。圖像的馬賽克（1）變量的設(shè)置：red:integer;green:integer;blue:integer;i:integer;j:integer;（2）函數(shù)的功能：1、getrgbp(sender);獲得掃描點(diǎn)周圍及本身共九個(gè)點(diǎn)的RGB的平均值。2、ifmessagedlg('是否要在修改圖上加上馬賽克處理？',mtconfirmation,[mbyes,mbno],0)=mryes；判斷是否要進(jìn)行馬賽克處理。3、image3.Canvas.Pixels[i,j]:=image5.canvas.pixels[i,j];將計(jì)算出來的RGB的平均值賦值給原來的九個(gè)點(diǎn)。3、程序主要實(shí)現(xiàn)代碼：（1）二值化處理源代碼：procedureTForm1.N23Click(Sender:TObject);varBitmap:TBitmap;FBitmap:TBitmap;p:pbytearray;i,j,k:integer;beginBitmap:=TBitmap.Create;Button5.Enabled:=true;Label15.Visible:=true;TrackBar1.Visible:=true;//TrackBar1.Position:=128;Label14.Visible:=true;Label14.Caption:='二值化處理后：';//ifImage9.Picture=nilthenFBitmap:=Image1.Picture.Bitmap;//else//FBitmap:=Image9.Picture.Bitmap;Bitmap.Assign(FBitmap);Bitmap.PixelFormat:=pf24bit;fori:=0toBitmap.Height-1dobeginp:=Bitmap.ScanLine[i];forj:=0toBitmap.Width-1dobeginifp[j*3+1]=p[j*3+2]thenk:=p[j*3+2]elsek:=round(p[j*3]*0.3+p[j*3+1]*0.59+p[j*3+2]*0.11);ifk>TrackBar1.Positionthenbeginp[j*3]:=0;p[j*3+1]:=0;p[j*3+2]:=0;endelsebeginp[j*3]:=255;p[j*3+1]:=255;p[j*3+2]:=255;end;end;end;Image9.Picture.Bitmap.Assign(Bitmap);Bitmap.Free;end;（2）馬賽克處理源代碼：procedureTForm1.N16Click(Sender:TObject);//馬賽克varred:integer;green:integer;blue:integer;i:integer;j:integer;beginn5.Enabled:=true;button5.ENabled:=true;getrgbp(sender);i:=1;while(i<xx-2)dobeginj:=1;while(j<yy-2)dobeginred:=rgbpoint[i-1,j-1].r+rgbpoint[i-1,j].r+rgbpoint[i-1,j+1].r+rgbpoint[i,j-1].r+rgbpoint[i,j].r+rgbpoint[i,j+1].r+rgbpoint[i+1,j-1].r+rgbpoint[i+1,j].r+rgbpoint[i+1,j+1].r;green:=rgbpoint[i-1,j-1].g+rgbpoint[i-1,j].g+rgbpoint[i-1,j+1].g+rgbpoint[i,j-1].g+rgbpoint[i,j].g+rgbpoint[i,j+1].g+rgbpoint[i+1,j-1].g+rgbpoint[i+1,j].g+rgbpoint[i+1,j+1].g;blue:=rgbpoint[i-1,j-1].b+rgbpoint[i-1,j].b+rgbpoint[i-1,j+1].b+rgbpoint[i,j-1].b+rgbpoint[i,j].b+rgbpoint[i,j+1].g+rgbpoint[i+1,j-1].g+rgbpoint[i+1,j].g+rgbpoint[i+1,j+1].g;image5.canvas.pixels[i-1,j-1]:=rgb(reddiv9,greendiv9,bluediv9);image5.canvas.pixels[i-1,j]:=rgb(reddiv9,greendiv9,bluediv9);image5.canvas.pixels[i-1,j+1]:=rgb(reddiv9,greendiv9,bluediv9);image5.canvas.pixels[i,j-1]:=rgb(reddiv9,greendiv9,bluediv9);image5.canvas.pixels[i,j]:=rgb(reddiv9,greendiv9,bluediv9);image5.canvas.pixels[i,j+1]:=rgb(reddiv9,greendiv9,bluediv9);image5.canvas.pixels[i+1,j-1]:=rgb(reddiv9,greendiv9,bluediv9);image5.canvas.pixels[i+1,j]:=rgb(reddiv9,greendiv9,bluediv9);image5.canvas.pixels[i+1,j+1]:=rgb(reddiv9,greendiv9,bluediv9);j:=j+3;end;i:=i+3;end;ifmessagedlg('是否要在修改圖上加上馬賽克處理？',mtconfirmation,[mbyes,mbno],0)=mryesthenbegingetrgbp(sender);fori:=0toxxdoforj:=0toyydobeginimage3.Canvas.Pixels[i,j]:=image5.canvas.pixels[i,j];end;end;end;五、程序運(yùn)行結(jié)果以及圖像處理結(jié)果運(yùn)行結(jié)果：(1)二值化（2）馬賽克處理六、課程設(shè)計(jì)總結(jié)與心得體會(huì)在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處世。課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過程?！扒Ю镏惺加谧阆隆?，通過這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義。我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過這次數(shù)字圖像處理課程設(shè)計(jì)，本人在多方面都有所提高。通過這次課程設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論。在圖像處理過程中，使用相對(duì)應(yīng)的方法去獲得自己需要的效果，在這次設(shè)計(jì)過程中，體現(xiàn)出自己的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，體會(huì)了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。在此感謝我們的指導(dǎo)老師，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；老師循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡