【正文】 圖像分析與模式識別 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 《 圖像分析與模式識別 》課程 期末 大 作業(yè) 報(bào)告 姓名： 趙世瑜 學(xué)號 ： 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。 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 。 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 。 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。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 。 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。在圖像空間 XY 里，所有過點(diǎn) (x, y)的直線都滿足方程 : y=px+q 寫成 ： q=px+y （ 1） 可以認(rèn)為代表參數(shù)空間 PQ 中過點(diǎn) (p,q)的一條直線。 《 圖像分析與模式識別 》課程 期末 大 作業(yè) 報(bào)告 姓名： 趙世瑜 學(xué)號 ： 20xx204067 4 / 19 在圖像空間中共線的點(diǎn)對應(yīng)在參數(shù)空間中相交的線，反過來，在參數(shù)空間中交于同一個(gè)點(diǎn)的所有直線在圖像空間中都有共線 的點(diǎn)相對應(yīng)，這就是點(diǎn) 線對偶性。 ② 將 待分類的 模式 特征矢量讀入； ③ ④ 選定初試 聚類 中心 ， 可 從待分類的模式 特征矢量 集 中 任選 Nc 個(gè)模式 特征矢量作為 初始聚類 中心； （ 2） 按 最小距離原則 將 模式集 中 每一個(gè)模式分到 某一類 中 ； （ 3） 依據(jù) 每一類中允許的最少模式數(shù)目 判斷 合并； （ 4） 計(jì)算 分類后的參數(shù) ： 分類中心，；類 平均 距離及 中體 平均距離； ① 計(jì)算各類的中心 ???jixijj xnz ?? ?? 1 ),2,1( cNj ?? （ 2） ② 計(jì)算各類中模式到類心的平均距離 ?? ??jixjijj zxnd ?? ??1 ),2,1( cNj ?? （ 3） ③ 計(jì)算各個(gè)模式到其類內(nèi)中心的總體平均距離 jcNj jdnNd ??? 11 （ 4） （ 5） 依據(jù) Ip, Nc 判斷停止 、分類或合并； （ 6） 計(jì)算 各類類內(nèi)距離的 標(biāo)準(zhǔn) 差矢量 ； ),( 21 ?? njjjj ???? ?? ),2,1( cNj ?? ),2,1,2,1()(1 212 cx kjkijkjNjnkzxnji??? ?????????? ?? ?? ?? （ 5） （ 7） 對 每一 次 聚類，求出類內(nèi)距離標(biāo)準(zhǔn)差矢量中 的 最大 分量 ； （ 8）在 （ 7） 所得 結(jié)果中對 任一 最大值 大于 類內(nèi)各分量分布的距離標(biāo)準(zhǔn)差上界 則分裂 ； （ 9） 計(jì)算 各對聚類中 心間 的距離； （ 10） 依據(jù) 兩類中心間的最小距離下界 判斷 合并 ； （ 11） 如果 迭代次數(shù) Ip 已達(dá) I 次或過程收斂， 則結(jié)束 ，否則， I