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)報告姓名：熊禮強學(xué)號：20080810010223班級：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)生運用所學(xué)基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力，同時要求拓寬專業(yè)知識面。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、模式識別、計算機視覺等學(xué)科的基礎(chǔ)。通過對本課程的學(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、方法及其在計算機領(lǐng)域中應(yīng)用的學(xué)科分支，是實現(xiàn)機器視覺的有效工具。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，使學(xué)生理解和鞏固所學(xué)的理論知識，樹立解決實際問題的嚴謹科學(xué)態(tài)度。實驗前要求做好編程準備工作，提高實驗效果，注重獨立分析問題、解決問題的能力培養(yǎng)，訓(xùn)練實際操作，鼓勵創(chuàng)新設(shè)想。二、二值化以及馬賽克應(yīng)用背景二值化：在指紋自動識別系統(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，得到一幅紋線清晰的點線圖，才能進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。對圖像進行二值化處理，一方面對圖像信息進行了壓縮，保留了紋線的主要信息，節(jié)約了存儲空間，便于計算機存儲和處理。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。這是因為在實用的圖像處理系統(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獨立的、重要分支而獲得廣泛的應(yīng)用。對于指紋的識別來說，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應(yīng)屬于客體區(qū)域還是背景區(qū)域，從而產(chǎn)生對應(yīng)的二值圖像。它不僅可以大大減少儲存量，而且對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)，它的算法對后面的處理有直接的影響。一個好的算法可以得到一個高質(zhì)量的二值圖像。反之，如果該階段引入噪聲，就會直接降低圖像質(zhì)量，影響識別精度。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)域的色階細節(jié)劣化并造成色塊打亂的效果，因為這種模糊看上去有一個個的小格子組成，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，而因此用在影像處理時有時也稱為碼賽克(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?，F(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)域的色階細節(jié)劣化并造成色塊打亂的效果，因為這種模糊看上去有一個個的小格子組成，便形象的稱這種畫面為馬賽克。三、設(shè)計內(nèi)容以及原理在此課程設(shè)計中，使用delphi軟件編程，對圖像進行處理。在編程中實現(xiàn)對圖像處理的原理。在delphi軟件中首先新建一個工程，使用可視化的設(shè)計，將圖像圖片加載到軟件中同時保存在相對路徑下，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的灰度值設(shè)置為0或255，也就是講整個圖像呈現(xiàn)出明顯的黑白效果。將256個亮度等級的灰度圖像通過適當?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的輪廓。其次，要進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，在程序運行過程，我們先計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。在馬賽克處理當中，首先獲取當前像素的三基色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的值進行相加，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，然后將當前需要馬賽克的圖像的像素點的三基色取值為已經(jīng)變換的值進行處理，即可得出一張馬賽克的圖像。四、各個功能模塊以及代碼實現(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、使用一個循環(huán)對Bitmap每個像素點進行判斷賦值。3、使用一個p:=Bitmap.ScanLine[i]，通過判斷進行賦值0或者255。4、最后調(diào)用生成一個新的圖像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);獲得掃描點周圍及本身共九個點的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；判斷是否要進行馬賽克處理。3、image3.Canvas.Pixels[i,j]:=image5.canvas.pixels[i,j];將計算出來的RGB的平均值賦值給原來的九個點。3、程序主要實現(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、程序運行結(jié)果以及圖像處理結(jié)果運行結(jié)果：(1)二值化（2）馬賽克處理六、課程設(shè)計總結(jié)與心得體會在這次的課程設(shè)計中不僅檢驗了我所學(xué)習(xí)的知識，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)計過程中，與同學(xué)分工設(shè)計，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會了合作，學(xué)會了運籌帷幄，學(xué)會了寬容，學(xué)會了理解，也學(xué)會了做人與處世。課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程。“千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計，我深深體會到這句千古名言的真正含義。我今天認真的進行課程設(shè)計，學(xué)會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)。通過這次數(shù)字圖像處理課程設(shè)計，本人在多方面都有所提高。通過這次課程設(shè)計，綜合運用本專業(yè)所學(xué)課程的理論。在圖像處理過程中，使用相對應(yīng)的方法去獲得自己需要的效果，在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出自己的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。在此感謝我們的指導(dǎo)老師，老師嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、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