【正文】 站的一個(gè)新功能和亮點(diǎn)，滿足您的創(chuàng)新需求，解決網(wǎng)站在線圖片編輯難題；通過(guò)本編輯軟件提供豐富的接口，能與 JSP,PHP,ASP等動(dòng)態(tài)編程語(yǔ)言完美接口，方便集成，系統(tǒng)數(shù)據(jù) 交互采用標(biāo)準(zhǔn)的 HTTP協(xié)議。 本文主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)安排 本文主要設(shè)計(jì)的內(nèi)容是 : 理解分析空域微分銳化方法。 理解分析圖像頻域高通濾波銳化方法，特別是理想高通濾波器法、Butterworth濾波器法和指數(shù)形濾波器法。 在 VC中代碼實(shí)現(xiàn)以上算法，并通過(guò)調(diào)試，得到所給圖像的變換結(jié)果。 本文以下的內(nèi)容是這樣安排的： 第三章主要講述了數(shù)字圖像的特點(diǎn)及信息；第四章主要講述了圖像銳化處理的方法；第五章主要是 VC++編程實(shí)現(xiàn)了人機(jī)軟件界面；而后為總結(jié)與展望，對(duì)本課題進(jìn)行了總結(jié)和對(duì)課題的展望。電氣工程學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 9 第三章 算法分析與 描述 數(shù)字圖像處理簡(jiǎn)介 數(shù)字圖像處理是指用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行的處理，因此也成為計(jì)算機(jī)圖像處理。由于數(shù)字圖像在數(shù)學(xué)上是一個(gè)二維矩陣，所以數(shù)字圖像處理又可以描述為對(duì)一個(gè)二維矩陣施加一系列操作，以得到所期望 的 結(jié) 果 。 與 之 相 對(duì) 應(yīng) 的 是 模 擬 圖 像 處 理 （ Analog Image Processing），它包 括：電子處 理和光學(xué) 處理，如 電視信號(hào)處 理、遙感圖像處理等都是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行處理的過(guò)程，模擬圖像處理一般為實(shí)時(shí)處理。它的特點(diǎn) 是速度快、 精度差、靈 活性差。 數(shù)字圖像處理 的特點(diǎn) （ 1）信息量 大 由于數(shù)字圖像在 計(jì) 算機(jī)中采用 二維矩陣表 示和存儲(chǔ)，所以其 信息量很大。比如對(duì)一幅由 512 512個(gè)像素組成的電視圖像，其灰度級(jí)用8比特的二進(jìn) 制數(shù)來(lái)表示， 其信息量為 512 512 8 = 256KB 對(duì)于這樣大信息量的圖像，雖然我們可以獲取較多的信息，但是如果要對(duì)此圖像進(jìn)行處理，我們必須要用具有相當(dāng)大內(nèi)存和存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)。 （ 2）數(shù)字圖 像占用的頻帶 較寬 數(shù)字圖像信息占用的頻帶要比語(yǔ)音信息大幾個(gè)數(shù)量級(jí)。如語(yǔ)音帶寬約為 4KHz，而電視圖 像的帶寬卻 為 左右。所以在成 像、傳輸、存儲(chǔ) 、處理、顯示等各個(gè) 環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)上 ，技術(shù) 難度較 大 ，成本亦高，這就對(duì)頻帶壓縮 技術(shù)提出了 更高的要求 。 （ 3）數(shù)字圖 像像素間相關(guān) 性大 數(shù)字圖像中各個(gè)像素的灰度并不是獨(dú)立的，其間的相關(guān)性很大，電氣工程學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 10 就電視畫面而言，同一幀各相鄰像素間的相關(guān)系數(shù)可達(dá) 以上，而相鄰兩幀之間的相關(guān)性比幀內(nèi)相關(guān)性一般還要大些，因此圖像信息具有很大的可壓縮性。如果在圖像通信領(lǐng)域中，能夠充分利用數(shù)字圖像的這一特性，將大大 提高圖像處 理和傳輸?shù)?效率。 （ 4）再現(xiàn)性 好、適用面寬 由于數(shù)字圖像在計(jì)算機(jī)中采用二維矩陣表示和存儲(chǔ)，這樣計(jì)算機(jī)容易處理。因此，在傳送和復(fù)制圖像時(shí)，只在計(jì)算機(jī)內(nèi)部進(jìn)行處理，這 樣數(shù)據(jù)就不會(huì)丟 失或遭破壞，保持了完好 的再現(xiàn)性。這一 點(diǎn)在模擬圖像處理中，幾乎 是很難實(shí)現(xiàn) 的。另外，對(duì)于 數(shù)字圖像處 理來(lái)說(shuō)，圖像可以來(lái)自多種信息源，它們可以是可見(jiàn)光圖像，也可以是不可見(jiàn)的多光普?qǐng)D像；可以是 電子顯微鏡 圖像，也可以是 遙感圖像甚 至天文望遠(yuǎn)鏡圖像。只要對(duì)這 些來(lái)自不同 信息源的圖 像數(shù)字化后，都 可以采用計(jì)算機(jī)來(lái)處理。 （ 5）圖像信 息的視覺(jué)效果 主觀性大、 識(shí)別困難 經(jīng)過(guò)處理后的圖像一般是給人觀察和評(píng)價(jià)的，因此受人的主觀因素影響較大，比如說(shuō)興趣 、視覺(jué) 、情緒等 。通常情 況下，圖 像的識(shí)別比較困難。如果要求 取圖像上某 一區(qū)域的面 積，利用計(jì)算機(jī) 可以很方便的達(dá)到目的，并且 精確度很高；但是要計(jì)算機(jī) 識(shí)別某一區(qū) 域是什么東西，則十分困難。 （ 6）圖像處 理技術(shù)綜合性 強(qiáng) 數(shù)字圖像處理涉及的技術(shù)領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)等。當(dāng) 然，數(shù)學(xué)、物 理學(xué)等領(lǐng)域更 是數(shù)字圖像 處理的基礎(chǔ)。并且在數(shù)字圖 像處理中涉 及到硬件、軟 件、接口、網(wǎng)絡(luò) 等多項(xiàng)技術(shù)?？偠灾瑪?shù)字圖 像處理技術(shù) 的發(fā)展涉及越 來(lái)越多的基 礎(chǔ)理論知識(shí)，它是一項(xiàng)涉及多 學(xué)科的綜合 性技術(shù)。 數(shù)字圖像處理 的目的和主 要內(nèi)容 數(shù)字 圖像 處 理就 是利 用 計(jì)算 機(jī)系 統(tǒng) 對(duì)數(shù) 字圖 像 進(jìn)行 各種 特 定的處理。通常情 況下， 對(duì)圖像進(jìn)行 處理主要以 下 3 個(gè)目的： 一是提高圖像的可觀性，以獲得所期望的結(jié)果。例如如對(duì)圖像進(jìn)電氣工程學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 11 行灰度變換、幾何變換、濾波等從而改善圖像的質(zhì)量以達(dá)到所需的、清晰的效果；二是對(duì) 圖像數(shù)據(jù)進(jìn) 行編碼和壓 縮，以便于解決 數(shù)據(jù)量與存儲(chǔ)和傳輸?shù)拿?。三是特征提取，以便于?jì)算機(jī)進(jìn)行圖像分析。比如常用作模式識(shí)別的 預(yù)處理，這 就涉及到特 征參數(shù)的提取 問(wèn)題。 不管圖像處理是何種目的，都需要計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、分析加工和輸出，因此數(shù)字圖 像處理研究的 內(nèi)容主要有 以下幾個(gè)方面： （ 1）圖像數(shù)字化： 圖像數(shù)字 化是將一 幅圖像從其 原來(lái)的形 式轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的處理過(guò)程。轉(zhuǎn)換是不失真的，即原始圖像未被破壞掉。數(shù)字化過(guò)程包括掃描、采樣和量化三個(gè)步驟。所謂掃描是按照一定的先后順序?qū)σ环鶊D像進(jìn)行遍歷的過(guò)程；采樣是將在空間上連續(xù)分布的圖像轉(zhuǎn)換成離散的圖像點(diǎn)；量化是將采樣得到的灰度值轉(zhuǎn)換為離散的整數(shù)值。經(jīng)過(guò)這三個(gè) 步驟，可以 得到一幅數(shù) 字圖像。 （ 2）圖像增強(qiáng)：圖像增強(qiáng)用 以改善供人 觀看的圖像的 主觀質(zhì)量 。當(dāng)無(wú)法知道圖像質(zhì)量下降的原因時(shí)，可以采用圖像增強(qiáng)技術(shù)來(lái)改善圖像的質(zhì)量。由于圖像增 強(qiáng)技術(shù)是用 于改善圖像視 感質(zhì)量而不 是針對(duì)某種退 化所 采取 的 一種 方法 ，所 以 很難 預(yù)測(cè) 哪一 種 特定 技術(shù) 才是 最好的，只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)和 分析誤差來(lái) 選擇一種合 適的方法。況且 接受者是人，處理結(jié)果質(zhì) 量的好壞就 受觀看者的 心理、情緒 、愛(ài)好等 主觀因素的影響，所以效 果的評(píng)價(jià)只 是相對(duì)的 。直方圖修正 、邊緣增 強(qiáng)等是其常用手段?？偟膩?lái)說(shuō) ，圖像增強(qiáng) 以清晰為目 標(biāo)。 （ 3）圖像復(fù)原：與 圖像增強(qiáng) 相似，圖 像復(fù)原的目 的也是改 善圖像的質(zhì)量。圖像復(fù)原 可以看作是 圖像退化的 逆過(guò)程，是將圖 像退化的過(guò)程加以估計(jì)，建立退化的數(shù)學(xué)模型后，補(bǔ)償退化過(guò)程造成的失真，以便獲得未經(jīng)干擾退化的原始圖像或原始圖像的最優(yōu)估值，從而改善圖像質(zhì)量。 （ 4）圖像分割：把 圖像 分成 區(qū)域的過(guò) 程就是圖像 分割。圖 像中通常包含多個(gè)對(duì)象，例如，一幅航空照片，可以分割為居民區(qū)、工業(yè)區(qū)、草原和湖泊 等區(qū)域。好的圖像分 割應(yīng)具備以下 三個(gè)特征 ，一是分割出來(lái)的各區(qū)域?qū)δ撤N特質(zhì)而言具有相似性，區(qū)域內(nèi)部是連通的且沒(méi)有過(guò)多小孔；二是相 鄰區(qū)域?qū)Ψ?割所依據(jù)的 性質(zhì)有明顯的 差異；三是電氣工程學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 12 區(qū)域邊界是明確的。但是到目前為止，對(duì)圖像分割的好壞進(jìn)行評(píng)價(jià)還沒(méi)有統(tǒng)一的準(zhǔn)則，因此，圖像分割時(shí)圖像分析和計(jì)算機(jī)視覺(jué)中的經(jīng)典難題。 （ 5）圖像分析：圖 像分析主 要是對(duì)圖 像中感興趣 的目標(biāo)進(jìn) 行檢測(cè)和測(cè)量，以獲 得它們的客 觀信息，從而建立對(duì)圖 像的描述 。 圖像分析分 3 步進(jìn)行，即分割、描述和 分類。人類視 覺(jué)系統(tǒng)的優(yōu) 越性，使得人類可以方便的從一幅圖像中找出感興趣的物體或區(qū)域，而對(duì)于計(jì)算機(jī)而言，要做到 這一點(diǎn)卻需 要給它以客 觀測(cè)度，使 之按照顏色 、灰度等把一些物體或區(qū)域加以分離，這叫分割。再用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)表示已分離區(qū)域或物體的機(jī)構(gòu)與統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，或表示區(qū)域間的關(guān)系，得出一種簡(jiǎn)練的表達(dá)方式，這稱為描述。圖像經(jīng)分割、描述之后就較容易對(duì)之做進(jìn)一步的分類與識(shí)別處理。如果說(shuō)圖像處理是一個(gè)從圖像到圖像的過(guò)程，則圖像分 析就是一個(gè) 從圖像到數(shù) 據(jù)的過(guò)程。這里 的數(shù)據(jù)可以是目標(biāo)特征的測(cè)量結(jié)果， 或是 基于測(cè)量的 符號(hào)表示，它們 描述了目標(biāo)的特點(diǎn)和性質(zhì)。 （ 6）圖像重建：圖 像重建的 目的是根 據(jù)二維平面 圖像數(shù)據(jù) 構(gòu)造出三維物體的圖像。它與圖像增強(qiáng)不同，圖像增強(qiáng)的輸入是圖像，輸出也是圖像，而 圖像重建輸 入的是某種 數(shù)據(jù)，輸出 是圖像。醫(yī)學(xué)上廣為采用的計(jì)算機(jī)層析掃描術(shù)（ CT）就是一例。它是利用超 聲波、 X 射線、核磁共振等手段取 得物體的許 多幅來(lái)自不同 角度的反應(yīng) 物體內(nèi)部的投影圖，然后再通 過(guò)計(jì)算獲得 物體內(nèi)部的 圖像。實(shí)際上就 是將多幅斷層二維平面數(shù)據(jù)重建成可描述人體組織器官的三維結(jié)構(gòu)的圖像。三維重建技術(shù)目前已成為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及科學(xué) 可視化技術(shù) 的重要基礎(chǔ)。 （ 7）圖像變換：圖 像變換是 指通過(guò)一 種數(shù)學(xué)映射 的方法， 將空域中的圖像信息轉(zhuǎn)換到頻域或時(shí)頻域等空間上進(jìn)行分析的數(shù)學(xué)手段。最常采用的變換有傅 里葉變換、 離散余弦變 換和小波變換 等。 （ 8）圖像壓縮編碼 ：圖像是 一種重要 的信息資源 ，經(jīng)常需 要保存起來(lái)，為此需要按 一定的格式 存入計(jì)算機(jī)。數(shù) 字圖像的特 點(diǎn)之一是數(shù)據(jù)量龐大。盡管現(xiàn) 在有大容量 的存儲(chǔ)器，但仍 不能滿足對(duì) 圖像數(shù)據(jù)（尤其是動(dòng)態(tài)圖像、高分辨率圖像）處理的需要。此外，由于圖像需要在不同設(shè)備之間進(jìn)行傳輸，而圖像的傳輸也需要占用通信資源，因電氣工程學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 13 此為了節(jié)省存儲(chǔ)空間， 合理地 利用通信資 源，需要研究 圖像壓縮技 術(shù)。如果數(shù)據(jù)不壓縮，則需要在存儲(chǔ)和傳輸中占很大的容量和帶寬，因而增加了成本。另 外，利用 人類的視覺(jué) 特性，可對(duì) 圖像的視覺(jué) 冗余進(jìn)行壓縮，由此來(lái)達(dá)到減 小描述圖像 的數(shù)據(jù)量的 目的。圖像編碼 主要是采用不同的表達(dá)方法以減少表示圖像所需的數(shù)據(jù)量，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，圖像編 碼與 壓縮 就 是對(duì) 要處 理的 圖 像源 數(shù)據(jù) 按一 定 的規(guī) 則進(jìn) 行變 換和組合，從而達(dá)到以盡 可能少的代 碼來(lái)表示盡 可能多的數(shù)據(jù) 信息。壓縮通過(guò)編碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者說(shuō)編碼帶來(lái)壓縮的效果，所以一般把此項(xiàng)處理稱為壓縮編碼。 VC++簡(jiǎn)介 Visual C++是微軟公司推出的一種高度綜合性能的開(kāi)發(fā) Win32 環(huán)境程序，面向 對(duì)象的可視 化集成編程 系統(tǒng)。自其 誕生以來(lái) ，因其易用性和良好的用戶界面，一直是 Windows 環(huán)境下最主要 的開(kāi)發(fā)工具。而且由于 Visual C++本身就是一個(gè)圖形的開(kāi)發(fā)界面，提供了豐富的關(guān)于位圖操作的函數(shù)，所以對(duì)開(kāi)發(fā)圖像處理系統(tǒng)提供了極大的方便。它現(xiàn)在已經(jīng)成為開(kāi)發(fā) Win32 程序，包括圖像 處理程序的主 要開(kāi)發(fā)工具?，F(xiàn)在常用的版本有 Visual C++ ++.NET/ Visual C++20xx 等。 Visual C++開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的 特點(diǎn) （ 1）與 Windows 緊密結(jié)合。 程序員在 Windows 平臺(tái)下開(kāi)發(fā) 應(yīng)用程序時(shí)，可以利用 WindowsAPI 提供給應(yīng)用程序的接口程序?qū)?Windows 進(jìn)行控制。例如，程序 員可以為自 己的應(yīng)用程序 提供一些圖 形設(shè)備接口（ GDI），來(lái)顯示一些 圖形和格式 的文本。 Visual C++作為優(yōu)秀的可視化編程工具，它提 供了大量類 庫(kù)和各種控 件，而這些類庫(kù) 和控件都是構(gòu) 架 在 Windows API 函數(shù) 基礎(chǔ) 之 上的 ， 是封 裝 了的 API 函數(shù) 的集合，讓程序員 進(jìn)行應(yīng)用 開(kāi)發(fā)時(shí)更方 便，以加 速 Windows應(yīng)用程序 開(kāi)發(fā)的過(guò)程。因此 ， Visual C++在使用 API 等方面和 Windows 聯(lián)系得最為電氣工程學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 14 緊密。 （ 2）強(qiáng)大的類庫(kù)支持和類改造能力。使用 Visual C++ MFC 類庫(kù)編程，就可以得到 MFC類庫(kù)強(qiáng)大的支持。 MFC 本身就是一個(gè)龐大的 C++類庫(kù)，這些類有效地實(shí)現(xiàn)了對(duì) Win32 API、 OLEAPI、 ODBC API 等底層函數(shù)的封裝，因此 不需要再記 憶大量的 API 函數(shù)，只要實(shí)例化一個(gè) C++類，并采用該實(shí) 例的成員變 量即可，從而使開(kāi)發(fā)過(guò) 程更加合理 化，編程更加簡(jiǎn)便化 。同時(shí)， MFC框架集成了很 多應(yīng)用程 序模板， 而這些模板 都采用了以 文檔 /視圖為中 心的思想， 每一個(gè)模 板都包含 一組特定的類。由于 C++類支持繼承和 虛擬函數(shù)， 程序員可 以通過(guò)使 用繼承和擴(kuò)展適當(dāng)?shù)?C++類來(lái)實(shí)現(xiàn)特定 的目的。例 如，應(yīng)用 程序特定 的事件由程序員的派生類來(lái)處 理實(shí)現(xiàn)對(duì)基 類的繼承。 （ 3）擁有高效率的運(yùn)行速 度。要使軟件 擁有高效率的 運(yùn)行速度 ，我 們 應(yīng) 該 從 程 序 編 寫 的 質(zhì) 量 和 工 具 的 編 譯 質(zhì) 量 兩 方 面 著 手 。 由 于Visual C++在開(kāi)發(fā) Windows 應(yīng)用程序時(shí) ，它主要采 用 C語(yǔ)言、 C++通用類以及原始的 Windows 應(yīng)用程序編程接口，而這些函數(shù)都是比較低層的函數(shù)，一次運(yùn) 行起來(lái)速度 比 較快，使用靈活，從而保證了 用 Visual C++編寫出來(lái) 的軟件產(chǎn)品擁 有高效率的 運(yùn)行速度。 Visual C++ 的特點(diǎn) 現(xiàn)在越來(lái)越多的人正在加入 Visual C++程序員的行 列，由于 前一段 時(shí)間 .NET 的盛 行 ， 、 VC20xx 的 相 繼推 出 ， 對(duì) Visual C++的經(jīng)典版本 Visual C++ 有些冷落 。但是經(jīng)過(guò) 一段時(shí)間的 摸索， C++程序員們又一致認(rèn)為 Visual C++ 是開(kāi)發(fā) C++ Windows 應(yīng)用程序最理想的工具。 Visual C++ 是 Microsoft 公司推出 的 Visual C++開(kāi)發(fā)工具的 版本，該工具在速度和代碼量要求較高的場(chǎng)合中是首選工具