【正文】 站的一個新功能和亮點，滿足您的創(chuàng)新需求，解決網(wǎng)站在線圖片編輯難題；通過本編輯軟件提供豐富的接口，能與 JSP,PHP,ASP等動態(tài)編程語言完美接口，方便集成，系統(tǒng)數(shù)據(jù) 交互采用標準的 HTTP協(xié)議。 本文主要研究內容與結構安排 本文主要設計的內容是 : 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中代碼實現(xiàn)以上算法，并通過調試，得到所給圖像的變換結果。 本文以下的內容是這樣安排的： 第三章主要講述了數(shù)字圖像的特點及信息；第四章主要講述了圖像銳化處理的方法；第五章主要是 VC++編程實現(xiàn)了人機軟件界面；而后為總結與展望，對本課題進行了總結和對課題的展望。電氣工程學院學院畢業(yè)設計說明書 9 第三章 算法分析與 描述 數(shù)字圖像處理簡介 數(shù)字圖像處理是指用計算機對數(shù)字圖像進行的處理，因此也成為計算機圖像處理。由于數(shù)字圖像在數(shù)學上是一個二維矩陣，所以數(shù)字圖像處理又可以描述為對一個二維矩陣施加一系列操作，以得到所期望 的 結 果 。 與 之 相 對 應 的 是 模 擬 圖 像 處 理 （ Analog Image Processing），它包 括：電子處 理和光學 處理，如 電視信號處 理、遙感圖像處理等都是對模擬信號進行處理的過程，模擬圖像處理一般為實時處理。它的特點 是速度快、 精度差、靈 活性差。 數(shù)字圖像處理 的特點 （ 1）信息量 大 由于數(shù)字圖像在 計 算機中采用 二維矩陣表 示和存儲，所以其 信息量很大。比如對一幅由 512 512個像素組成的電視圖像，其灰度級用8比特的二進 制數(shù)來表示， 其信息量為 512 512 8 = 256KB 對于這樣大信息量的圖像，雖然我們可以獲取較多的信息，但是如果要對此圖像進行處理，我們必須要用具有相當大內存和存儲器的計算機。 （ 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音信息大幾個數(shù)量級。如語音帶寬約為 4KHz，而電視圖 像的帶寬卻 為 左右。所以在成 像、傳輸、存儲 、處理、顯示等各個 環(huán)節(jié)的實現(xiàn)上 ，技術 難度較 大 ，成本亦高，這就對頻帶壓縮 技術提出了 更高的要求 。 （ 3）數(shù)字圖 像像素間相關 性大 數(shù)字圖像中各個像素的灰度并不是獨立的，其間的相關性很大，電氣工程學院學院畢業(yè)設計說明書 10 就電視畫面而言，同一幀各相鄰像素間的相關系數(shù)可達 以上，而相鄰兩幀之間的相關性比幀內相關性一般還要大些，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)字圖像在計算機中采用二維矩陣表示和存儲，這樣計算機容易處理。因此，在傳送和復制圖像時，只在計算機內部進行處理，這 樣數(shù)據(jù)就不會丟 失或遭破壞，保持了完好 的再現(xiàn)性。這一 點在模擬圖像處理中，幾乎 是很難實現(xiàn) 的。另外，對于 數(shù)字圖像處 理來說，圖像可以來自多種信息源，它們可以是可見光圖像，也可以是不可見的多光普圖像；可以是 電子顯微鏡 圖像，也可以是 遙感圖像甚 至天文望遠鏡圖像。只要對這 些來自不同 信息源的圖 像數(shù)字化后，都 可以采用計算機來處理。 （ 5）圖像信 息的視覺效果 主觀性大、 識別困難 經(jīng)過處理后的圖像一般是給人觀察和評價的，因此受人的主觀因素影響較大，比如說興趣 、視覺 、情緒等 。通常情 況下，圖 像的識別比較困難。如果要求 取圖像上某 一區(qū)域的面 積，利用計算機 可以很方便的達到目的，并且 精確度很高；但是要計算機 識別某一區(qū) 域是什么東西，則十分困難。 （ 6）圖像處 理技術綜合性 強 數(shù)字圖像處理涉及的技術領域相當廣泛，如計算機技術、電子技術、通信技術等。當 然，數(shù)學、物 理學等領域更 是數(shù)字圖像 處理的基礎。并且在數(shù)字圖 像處理中涉 及到硬件、軟 件、接口、網(wǎng)絡 等多項技術?？偠灾?，數(shù)字圖 像處理技術 的發(fā)展涉及越 來越多的基 礎理論知識，它是一項涉及多 學科的綜合 性技術。 數(shù)字圖像處理 的目的和主 要內容 數(shù)字 圖像 處 理就 是利 用 計算 機系 統(tǒng) 對數(shù) 字圖 像 進行 各種 特 定的處理。通常情 況下， 對圖像進行 處理主要以 下 3 個目的： 一是提高圖像的可觀性，以獲得所期望的結果。例如如對圖像進電氣工程學院學院畢業(yè)設計說明書 11 行灰度變換、幾何變換、濾波等從而改善圖像的質量以達到所需的、清晰的效果；二是對 圖像數(shù)據(jù)進 行編碼和壓 縮，以便于解決 數(shù)據(jù)量與存儲和傳輸?shù)拿?。三是特征提取，以便于計算機進行圖像分析。比如常用作模式識別的 預處理，這 就涉及到特 征參數(shù)的提取 問題。 不管圖像處理是何種目的，都需要計算機系統(tǒng)對圖像數(shù)據(jù)進行輸入、分析加工和輸出，因此數(shù)字圖 像處理研究的 內容主要有 以下幾個方面： （ 1）圖像數(shù)字化： 圖像數(shù)字 化是將一 幅圖像從其 原來的形 式轉換為數(shù)字形式的處理過程。轉換是不失真的，即原始圖像未被破壞掉。數(shù)字化過程包括掃描、采樣和量化三個步驟。所謂掃描是按照一定的先后順序對一幅圖像進行遍歷的過程；采樣是將在空間上連續(xù)分布的圖像轉換成離散的圖像點；量化是將采樣得到的灰度值轉換為離散的整數(shù)值。經(jīng)過這三個 步驟，可以 得到一幅數(shù) 字圖像。 （ 2）圖像增強：圖像增強用 以改善供人 觀看的圖像的 主觀質量 。當無法知道圖像質量下降的原因時，可以采用圖像增強技術來改善圖像的質量。由于圖像增 強技術是用 于改善圖像視 感質量而不 是針對某種退 化所 采取 的 一種 方法 ，所 以 很難 預測 哪一 種 特定 技術 才是 最好的，只能通過實驗和 分析誤差來 選擇一種合 適的方法。況且 接受者是人，處理結果質 量的好壞就 受觀看者的 心理、情緒 、愛好等 主觀因素的影響，所以效 果的評價只 是相對的 。直方圖修正 、邊緣增 強等是其常用手段?？偟膩碚f ，圖像增強 以清晰為目 標。 （ 3）圖像復原：與 圖像增強 相似，圖 像復原的目 的也是改 善圖像的質量。圖像復原 可以看作是 圖像退化的 逆過程，是將圖 像退化的過程加以估計，建立退化的數(shù)學模型后，補償退化過程造成的失真，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，從而改善圖像質量。 （ 4）圖像分割：把 圖像 分成 區(qū)域的過 程就是圖像 分割。圖 像中通常包含多個對象，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 割應具備以下 三個特征 ，一是分割出來的各區(qū)域對某種特質而言具有相似性，區(qū)域內部是連通的且沒有過多小孔；二是相 鄰區(qū)域對分 割所依據(jù)的 性質有明顯的 差異；三是電氣工程學院學院畢業(yè)設計說明書 12 區(qū)域邊界是明確的。但是到目前為止，對圖像分割的好壞進行評價還沒有統(tǒng)一的準則，因此，圖像分割時圖像分析和計算機視覺中的經(jīng)典難題。 （ 5）圖像分析：圖 像分析主 要是對圖 像中感興趣 的目標進 行檢測和測量，以獲 得它們的客 觀信息，從而建立對圖 像的描述 。 圖像分析分 3 步進行，即分割、描述和 分類。人類視 覺系統(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，而對于計算機而言，要做到 這一點卻需 要給它以客 觀測度，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?shù)臄?shù)學語言來表示已分離區(qū)域或物體的機構與統(tǒng)計性質，或表示區(qū)域間的關系，得出一種簡練的表達方式，這稱為描述。圖像經(jīng)分割、描述之后就較容易對之做進一步的分類與識別處理。如果說圖像處理是一個從圖像到圖像的過程，則圖像分 析就是一個 從圖像到數(shù) 據(jù)的過程。這里 的數(shù)據(jù)可以是目標特征的測量結果， 或是 基于測量的 符號表示，它們 描述了目標的特點和性質。 （ 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) 構造出三維物體的圖像。它與圖像增強不同，圖像增強的輸入是圖像，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)學上廣為采用的計算機層析掃描術（ 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 多幅來自不同 角度的反應 物體內部的投影圖，然后再通 過計算獲得 物體內部的 圖像。實際上就 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構的圖像。三維重建技術目前已成為虛擬現(xiàn)實技術及科學 可視化技術 的重要基礎。 （ 7）圖像變換：圖 像變換是 指通過一 種數(shù)學映射 的方法， 將空域中的圖像信息轉換到頻域或時頻域等空間上進行分析的數(shù)學手段。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，為此需要按 一定的格式 存入計算機。數(shù) 字圖像的特 點之一是數(shù)據(jù)量龐大。盡管現(xiàn) 在有大容量 的存儲器，但仍 不能滿足對 圖像數(shù)據(jù)（尤其是動態(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備之間進行傳輸，而圖像的傳輸也需要占用通信資源，因電氣工程學院學院畢業(yè)設計說明書 13 此為了節(jié)省存儲空間， 合理地 利用通信資 源，需要研究 圖像壓縮技 術。如果數(shù)據(jù)不壓縮，則需要在存儲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 特性，可對 圖像的視覺 冗余進行壓縮，由此來達到減 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方法以減少表示圖像所需的數(shù)據(jù)量，從本質上來說，圖像編 碼與 壓縮 就 是對 要處 理的 圖 像源 數(shù)據(jù) 按一 定 的規(guī) 則進 行變 換和組合，從而達到以盡 可能少的代 碼來表示盡 可能多的數(shù)據(jù) 信息。壓縮通過編碼來實現(xiàn)，或者說編碼帶來壓縮的效果，所以一般把此項處理稱為壓縮編碼。 VC++簡介 Visual C++是微軟公司推出的一種高度綜合性能的開發(fā) Win32 環(huán)境程序，面向 對象的可視 化集成編程 系統(tǒng)。自其 誕生以來 ，因其易用性和良好的用戶界面，一直是 Windows 環(huán)境下最主要 的開發(fā)工具。而且由于 Visual C++本身就是一個圖形的開發(fā)界面，提供了豐富的關于位圖操作的函數(shù)，所以對開發(fā)圖像處理系統(tǒng)提供了極大的方便。它現(xiàn)在已經(jīng)成為開發(fā) Win32 程序，包括圖像 處理程序的主 要開發(fā)工具?，F(xiàn)在常用的版本有 Visual C++ ++.NET/ Visual C++20xx 等。 Visual C++開發(fā)語言的 特點 （ 1）與 Windows 緊密結合。 程序員在 Windows 平臺下開發(fā) 應用程序時，可以利用 WindowsAPI 提供給應用程序的接口程序對 Windows 進行控制。例如，程序 員可以為自 己的應用程序 提供一些圖 形設備接口（ GDI），來顯示一些 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 庫和各種控 件，而這些類庫 和控件都是構 架 在 Windows API 函數(shù) 基礎 之 上的 ， 是封 裝 了的 API 函數(shù) 的集合，讓程序員 進行應用 開發(fā)時更方 便，以加 速 Windows應用程序 開發(fā)的過程。因此 ， Visual C++在使用 API 等方面和 Windows 聯(lián)系得最為電氣工程學院學院畢業(yè)設計說明書 14 緊密。 （ 2）強大的類庫支持和類改造能力。使用 Visual C++ MFC 類庫編程，就可以得到 MFC類庫強大的支持。 MFC 本身就是一個龐大的 C++類庫，這些類有效地實現(xiàn)了對 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)，只要實例化一個 C++類，并采用該實 例的成員變 量即可，從而使開發(fā)過 程更加合理 化，編程更加簡便化 。同時， MFC框架集成了很 多應用程 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 以通過使 用繼承和擴展適當?shù)?C++類來實現(xiàn)特定 的目的。例 如，應用 程序特定 的事件由程序員的派生類來處 理實現(xiàn)對基 類的繼承。 （ 3）擁有高效率的運行速 度。要使軟件 擁有高效率的 運行速度 ，我 們 應 該 從 程 序 編 寫 的 質 量 和 工 具 的 編 譯 質 量 兩 方 面 著 手 。 由 于Visual C++在開發(fā) Windows 應用程序時 ，它主要采 用 C語言、 C++通用類以及原始的 Windows 應用程序編程接口，而這些函數(shù)都是比較低層的函數(shù)，一次運 行起來速度 比 較快，使用靈活，從而保證了 用 Visual C++編寫出來 的軟件產(chǎn)品擁 有高效率的 運行速度。 Visual C++ 的特點 現(xiàn)在越來越多的人正在加入 Visual C++程序員的行 列，由于 前一段 時間 .NET 的盛 行 ， 、 VC20xx 的 相 繼推 出 ， 對 Visual C++的經(jīng)典版本 Visual C++ 有些冷落 。但是經(jīng)過 一段時間的 摸索， C++程序員們又一致認為 Visual C++ 是開發(fā) C++ Windows 應用程序最理想的工具。 Visual C++ 是 Microsoft 公司推出 的 Visual C++開發(fā)工具的 版本，該工具在速度和代碼量要求較高的場合中是首選工具