數(shù)字圖像處理開題報告

　　開題報告是指開題者對科研課題的一種文字說明材料。這是一種新的應用寫作文體，這種文字體裁是隨著現(xiàn)代科學研究活動計劃性的增強和科研選題程序化管理的需要而產(chǎn)生的。下面是數(shù)字圖像處理開題報告，請參考！

　　數(shù)字圖像處理開題報告

　　一、研究的目的、意義及國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

　　通常經(jīng)圖像信息輸入系統(tǒng)獲取的源圖像信息中都含有各種各樣的噪聲與畸變。例如傳感器獲取的遙感圖像含有大量地物特征信息，在圖像上這些地物特征信息以灰度形式表現(xiàn)出來，當?shù)匚锾卣鏖g表現(xiàn)的灰度差很小時，目視判讀就無法認辨，而圖像增強的目的就是（1）采用某種技術手段，改善圖像的視覺效果、工藝的適應性，使圖像更清晰，目標物更突出。（2）將圖像轉換成一種更適合與人或機器進行分析處理的形式。它不是以圖像保真度為原則，而是通過處理設法有選擇地突出便于人或機器分析某些感興趣的信息，抑制一些無用的信息，以提高圖像的使用價值。因此圖像增強的實質是增強感興趣地物和周圍地物圖像間的反差。

　　現(xiàn)階段國內(nèi)外普遍使用的圖像增強的方法分為光學增強方法和數(shù)字增強方法兩種。光學增強處理采用光學儀器進行。其特點是快速、簡易，操作方法容易掌握，儀器和處理材料費用較低，目前在遙感中廣泛使用。但光學儀器功能比較單一，對各種增強方法的適應性比數(shù)字處理設備差。數(shù)字增強處理是采用數(shù)字圖像計算機系統(tǒng)進行。其特點是快速、功能全，還能應用光學方法無法進行的一些算法對圖像增強。其主要增強技術從增強的作用域出發(fā)包括空間域增強（對圖像像素灰度進行操作，即直接對圖像進行增強處理）和頻率域增強（在圖像的某個變換域內(nèi)，對圖像進行操作，修改變換后的系數(shù)，例如付立葉變換、DCT變換等的系數(shù)，然后再進行反變換得到處理后的圖像，以此達到增強的目的）兩種。

　　嚴格來講，圖形圖像處理技術常常是光學技術和數(shù)字技術相結合，在未來的21世紀可能采用純數(shù)字技術。

　　總的說來，21世紀圖形圖像要向高質量化方面發(fā)展。高質量化內(nèi)容包括6個方面，即高分辨率、高速度、立體化、多媒體化、智能化和標準化。

　　二、閱讀的文獻資料和本課題的主攻方向

　　文獻資料：

　　1) 孫家柄，舒寧，關澤群。遙感原理、方法和應用。北京：測繪出版社，1997。

　　2) 賈永紅。計算機圖像處理和分析。武漢大學出版社，2001。

　　3) 張宇，王希勤，彭應寧。一種用于夜間圖像增強的算法。清華大學學報自然科學版，1999年，39卷，第9期。

　　4) 李叔梁。話說圖像處理。北京師范大學現(xiàn)代教育技術研究所，1999。

　　5) 徐建華。圖像處理與分析。科學出版社，1992。

　　6) 容觀傲。計算機圖像處理。清華大學出版社，2000。

　　7) 萬發(fā)觀，柳健，等。遙感圖像數(shù)字處理。華中理工大學出版社，1991。

　　8) 荊仁杰，等。計算機圖像處理。浙江大學出版社，1990。

　　9) 張遠鵬，董海，周文靈。計算機圖像處理技術基礎。北京大學出版社，1996。

　　10) 博彥科技。編程高手Visual C++。北京大學出版社，2001。

　　11) 鄭莉，董淵。C++語言程序設計。清華大學出版社，2001。

　　12) 何斌，馬天予，等。Visual C++數(shù)字圖像處理。人民郵電出版社，2001。

　　13) 黃維通，姚瑞霞。Visual C++程序設計教程。機械工業(yè)出版社，2001。

　　14) 鄭阿奇，丁有和，鄭進。Visual C++實用教程。電子工業(yè)出版社，2001。

　　15) 劉濤。Visual C++實現(xiàn)數(shù)字圖像增強處理。天極網(wǎng)，2002。

　　16) 王燕。面向對象的理論與C++實踐。清華大學出版社，1997。

　　17) 譚浩強。C程序設計。清華大學出版社，1991。

　　主攻方向：

　　掌握用Visual C++高級語言編程的基本知識，能用該語言實現(xiàn)圖像讀取和顯示影像；掌握圖像增強處理的各種算法及其應用；編程實現(xiàn)圖像常用增強算法，分析算法的.優(yōu)缺點及應用。

　　三、主要研究內(nèi)容及技術路線

　　在此次畢業(yè)設計中，我主要研究的是利用Visual C++編程實現(xiàn)讀取、顯示圖像和設計幾種主要算法以實現(xiàn)圖像的增強。

　　1、點運算中的直方圖修正

　　圖像直方圖是圖像處理中一種十分重要的圖像分析工具，它描述了一幅圖像的灰度級內(nèi)容，任何一幅圖像的直方圖都包含了豐富的信息，它主要用在圖像分割，圖像灰度變換等處理過程中。從數(shù)學上來說圖像直方圖是圖像各灰度值統(tǒng)計特性與圖像灰度值的函數(shù)，它統(tǒng)計一幅圖像中各個灰度級出現(xiàn)的次數(shù)或概率；從圖形上來說，它是一個二維圖，橫坐標表示圖像中各個像素點的灰度級，縱坐標為各個灰度級上圖像各個像素點出現(xiàn)的次數(shù)或概率。

　　直方圖修正可使圖像的灰度間距拉開或使灰度分布均勻，從而增大反差，使圖像細節(jié)清晰，達到增強的目的。它通常有直方圖均衡化（將原圖像的直方圖通過變換函數(shù)修正為均勻的直方圖，然后按均衡直方圖修改原圖像）和直方圖規(guī)定化（使原圖像灰度直方圖變成規(guī)定形狀的直方圖 而對圖像做修正的增強方法）兩類。

　　在實際操作中，先利用VC++編程在一個對話框中顯示一個圖像的直方圖，再編程實現(xiàn)直方圖均衡化的修正方法，將原圖像變換為直方圖均衡的圖像。最后比較均衡前后的圖像和直方圖。

　　2、實現(xiàn)空間域中的模板操作

　　假設圖像是由許多灰度恒定的小塊組成，相鄰像素間或屬于同一集合體的像素間存在很高的空間相關性，而噪聲則是統(tǒng)計獨立的。這樣就可以在空間域中利用模板對圖像進行處理。這種增強處理的方法就是在被處理像元周圍的像元參與下進行運算處理，使輸出圖像上每個像素的灰度值是由輸入圖像中以對應像素為中心的鄰域中多個像素的灰度值計算出來的，它主要用于圖像平滑和銳化。

　　任何一幅原始圖像，在獲取和傳輸?shù)冗^程中，會受到各種噪聲的干擾，使圖像退化，質量下降，圖像模糊，特征淹沒，對圖像分析不利。為了抑制噪聲改善圖像質量所進行的處理稱圖像平滑或去噪。而一般來說，圖像的能量主要集中在其低頻部分，噪聲所在的頻段主要在高頻段，因此，圖像的平滑是使圖像中高頻成分消退，即平滑圖像的細節(jié)，使其反差降低，保存低頻成分。但由于系統(tǒng)中所要提取的邊緣信息也主要集中在其高頻部分，圖像平滑往往使圖像中的邊界、輪廓變的模糊，為了減少這類不利效果的影響，這就需要利用圖像銳化技術。圖像銳化處理的目的是為了使圖像的邊緣、輪廓線以及圖像的細節(jié)變的清晰，也就是使圖像細節(jié)的反差提高。

　　在實際操作中，采用模板的方法編程定義一個5*5加權模板，實現(xiàn)圖像平滑和銳化，分析結果。

　　3、實現(xiàn)頻率域中的圖像增強

　　通過傅立葉變換可以將空間域圖像變換成頻率域圖像。在經(jīng)過一次傅立葉逆變換，又能將頻率域圖像變成空間域圖像。依據(jù)這樣的關系，我們可以通過修改頻譜的方法來增強圖像中某些信息或壓抑另一些信息。最常用的方法是濾波。所謂濾波是讓圖像頻譜中某些頻率成分通過，阻止另一些頻率成分通過。

　　從頻率域來考慮，由于噪聲主要集中在高頻部分，為去除噪聲改善圖像質量，就可以采用低通濾波器來抑制高頻部分，然后再進行逆傅立葉變換獲得濾波圖像，就可以達到平滑圖像的目的。圖像模糊的實質是因為其高頻分量被衰減，因此要消除模糊，突出邊緣，則采用高通濾波器讓高頻部分通過，使低頻成分削弱，再經(jīng)逆傅立葉變換得到邊緣銳化的圖像。

　　在實際操作中，是通過編程分別實現(xiàn)理想低通濾波器和指數(shù)高通濾波器，達到圖像增強的目的，并分析結果。

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