【正文】 圖像 校正 及 分割 處理軟件 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 《 圖像分析與模式識(shí)別 》 課程 期末 大作業(yè)報(bào)告 課程名稱： 圖像分析與模式識(shí)別 目錄 圖像校正及分割處理軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ........................................................................ 2 1 軟件需求 .................................................................................................................... 2 操作界面需求分析 .......................................................................................... 2 圖像幾何校正需求分析 .................................................................................. 2 ISODATA 聚類算法的圖像分割需求分析 ..................................................... 3 2 算法原理及流程圖 .................................................................................................... 3 Hough 變換 ....................................................................................................... 3 Hough 變換原理 ..................................................................................... 3 圖像幾何校正流程 ................................................................................ 4 ISODATA 算法原理 ......................................................................................... 4 ISODATA 算法原理步驟 ....................................................................... 4 ISODATA 算法流程圖 ........................................................................... 6 3 程序設(shè)計(jì)框圖 ............................................................................................................ 7 4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 ........................................................................................................ 8 圖像幾何 .......................................................................................................... 8 支票圖像幾何校正結(jié)果 ........................................................................ 8 支票圖像幾何校正結(jié)果分析 ................................................................ 9 圖像分割 .......................................................................................................... 9 圖像分割結(jié)果 ......................................................................................... 9 圖像分割結(jié)果分析 ............................................................................... 11 附錄： .......................................................................................................................... 12 附錄一：圖像幾何校正代碼 ............................................................................... 12 附錄一： ISODATA 聚類算法圖像分割代碼 ..................................................... 12 附錄一： MATLAB 的 GUI 操作界面代碼 ........................................................ 18 《 圖像分析與模式識(shí)別 》課程 期末 大 作業(yè) 報(bào)告 姓名： 趙世瑜 學(xué)號(hào) ： 20xx204067 2 / 19 圖像校正及分割處理軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 摘要 ： 設(shè)計(jì) 一種 圖像 幾何 校正及 圖像 分割處理軟件 ，實(shí)現(xiàn) 對傾斜支票圖像 校正 為水平 ， 及對已給的 圖像 進(jìn)行分割。圖像 幾何 校正主要通過 邊緣 檢測 、 Hough變換 、求 傾斜角、圖像旋轉(zhuǎn) 等 算法 實(shí)現(xiàn)； 圖像分割采用 ISODATA 聚類算法實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果 表明， 實(shí)現(xiàn)了 對傾斜支票 圖像幾何 校正和對圖像的分割功能 。 關(guān)鍵詞 ： 邊沿檢測； Hough 變換、圖像旋轉(zhuǎn)、 ISODATA 算法；圖像分割； 1 軟件 需求 需求分析是指對要解決的問題進(jìn)行詳細(xì)的分析，弄清楚問題的要求，包括整個(gè)系統(tǒng) 所要 實(shí)現(xiàn) 的功能 。 根據(jù) 題目， 設(shè)計(jì) 需要 編寫帶有操作界面的圖像處理軟件 ，功能包含 圖像幾何校 和 基于 ISODATA 聚類算法的圖像分割 。開發(fā) 工具使用 MATLAB。 根據(jù)MATLAB 的特點(diǎn)及 需要實(shí)現(xiàn) 的 軟件 功能， 軟件 需求分析如下： 操作界面 需求 分析 軟件 實(shí)現(xiàn)的功能是圖像處理， 因此操作 界面中需要一個(gè) 按鈕 ，用于 選擇待 處理的圖像， 稱為 “圖像 選擇 ”按鈕；選擇 的原始圖像需要在操作界面中顯示，因此需要一個(gè) 用于 顯示原始圖像的 坐標(biāo)控件；由于軟件需要 實(shí)現(xiàn) 多功能， 需要 一個(gè)下拉框?qū)崿F(xiàn)功能的選擇 ； 一個(gè)開始 功能處理的 按鈕，稱為 “開始 處理 ”按鈕； 一個(gè)用于顯示 圖像 處理結(jié)果的坐標(biāo)控件 。 最后 需要 一個(gè) 退出 操作界面的按鈕，稱為 “退出 ”按鈕 。 圖像幾何校正 需求 分析 原始圖像 在 拍照時(shí) 出現(xiàn) 了傾斜，需要 將 圖像校正，消除傾斜 。通過 對 圖像 的觀察， 圖像是 一張支票， 支票 上存在表格 。 因 此 想法是通過檢測 支票表格 邊框線的傾斜角， 就 是整張圖像的傾斜 程度 ， 然后根據(jù) 這個(gè)傾斜角旋轉(zhuǎn)， 便可 得到校正的水平 圖像 。 要 檢測支票圖像 表格 邊框直線 。 需要對 圖像 的 邊緣 進(jìn)行 檢測 ， 圖像的邊緣檢測方法很多 ，如 ： sobel 算子邊緣檢測 ， prewitt 算子邊緣檢測 ， roberts算子邊緣檢測 ， log 算子邊緣檢測 ， canny 算子邊緣檢測 等 ，由于原圖的噪聲并不是很嚴(yán)重，因此上面 這些 邊緣 檢測 辦法都能勝任， 這里使用 log 算子 進(jìn)行 邊緣檢測 ，為了適應(yīng) 其 它 邊緣檢測方法 ，本設(shè)計(jì)需要 盡量在 改變 邊緣檢測 方法時(shí) 盡可能 少 地 修改代碼。 邊緣 檢測后， 采用 Hough 變換 提取 直線，然后 在提取 的 直線上找兩個(gè)點(diǎn)，計(jì)算出 直線 的傾斜角度 。 最后 根據(jù) 這個(gè)傾斜角度對圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。 《 圖像分析與模式識(shí)別 》課程 期末 大 作業(yè) 報(bào)告 姓名： 趙世瑜 學(xué)號(hào) ： 20xx204067 3 / 19 ISODATA 聚類算法的圖像分割 需求 分析 ISODATA 聚類算法 的圖像分割 功能 ， ISODATA 比較 復(fù)雜， 因此 主 要是ISODATA 算法 的實(shí)現(xiàn) 。設(shè)計(jì) 的 處理 過程是 ，在操作 界面選擇了待處理的 圖像后，選擇 圖像分割 功能， 點(diǎn)擊 開始 處理 按鈕后，彈出 圖像 ， 通過鼠標(biāo) 左鍵 選擇 聚類中心點(diǎn)， 然后 按回車鍵或者單擊鼠標(biāo) 右鍵 確認(rèn)后，調(diào)用 ISODATA 對 圖像 進(jìn)行分割 。 2 算法原理及流程圖 設(shè)計(jì)的 功能有 圖像 幾何 和基于 ISODATA 聚類算法的圖像分割 。圖像 幾何校正 功能 中， 采用 Hough 變換對 支票 表格邊框直線進(jìn)行檢測 ； ISODATA 聚類算法的圖像分割 功能和 核心是 ISODATA 聚類算法 。 對 其 原理 及實(shí)現(xiàn) 的流程圖 分析如下 。 Hough 變換 哈夫變換是利用圖像全局特性而直接檢測目標(biāo)輪廓，就可將邊緣像素連接起來組成區(qū)域封閉邊 界的一種方法。在預(yù)先知道區(qū)域形狀的條件下，利用哈夫變換可以方便地得到邊界曲線而將不連續(xù)的邊緣像素點(diǎn)連