【正文】 它的處理結(jié)果的好壞直接影響到數(shù)字圖像處理性能。經(jīng)過這樣的處理 ， 使得圖像的處理效果更好。二值化處理就能夠?qū)⑵渲械淖址@現(xiàn)出來 ， 并將背景去除掉。在圖像處理中一般使用濾波技術(shù)去除嗓聲干擾 ， 比較常用的幾種濾波器是鄰域平均 法、低通濾 波、 中值濾波等。在字符識(shí)別的過程中 ， 識(shí)別算法不需要關(guān)心圖像的彩色信息。 從現(xiàn)場(chǎng)采集到的圖像包含了背景信息和噪聲 ， 需要對(duì)之進(jìn)行預(yù)處理才能夠用來識(shí)別。其中，圖像預(yù)處理階段是極為重要的，如果這階段處理不好，后面的工作根本 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 無法展開。 2. 在 基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的自動(dòng)報(bào)靶系統(tǒng) 的研究中，需要應(yīng)用到圖像預(yù)處理的。它通過研究退化源，建立退化模型，然后施加相反的過程，恢復(fù)原始圖像。它 在圖像處理研究中的應(yīng)用是十分基礎(chǔ)且重要的環(huán)節(jié)，并且應(yīng)用的領(lǐng)域十分廣泛，如下面幾項(xiàng)研究都是用到了圖像預(yù)處理： ，給出了在 裂 縫圖像預(yù)處理中應(yīng)采用的方法和所需注意的事項(xiàng)。所謂圖像處理，就是指利用數(shù)字計(jì)算機(jī)及其他有關(guān)數(shù)字技術(shù)，對(duì)圖像施加某種運(yùn)算和處理，從而達(dá)到某種預(yù)想的目的。原因之一是，任何物理傳感輸入都是 需要灰度圖像的。由圖像處理的內(nèi)容可見，處理的目的，主要在于解決兩個(gè)問題 :一是判斷圖像中有無需要的信息 ； 另外是確定 這些信息是什么。在實(shí)際處理中，由于圖像信息量非常大，在存儲(chǔ)及傳輸時(shí)，還要對(duì)圖像信息進(jìn)行壓縮。增強(qiáng)的作用，在于提供一個(gè)滿足一定要求的圖像，或?qū)D像進(jìn)行變換，以便人、機(jī)分析。 圖像預(yù)處理的主要目的是消除圖像中無關(guān)的信息，恢復(fù)有用的真實(shí)信息，增強(qiáng)有關(guān)信息的可檢測(cè)性和最大限度地簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)，從而改進(jìn)特 征抽取、圖像分割、匹配和識(shí)別的可靠性 [1]。 Gradation。本設(shè)計(jì)在界面設(shè)計(jì)上較為簡(jiǎn)單，軟件程序易于接受，同時(shí)在進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中可以靈活多變，可以改變部分程序?qū)崿F(xiàn)其他的圖像處理功能。數(shù)字圖像處理是許多領(lǐng)域最具有挑戰(zhàn)性的研究課題之一，利用 VB 進(jìn)行數(shù)字圖像處理比其它語言進(jìn)行處理，具有簡(jiǎn)單易學(xué)、用法比較靈活、編程效率較高等特點(diǎn)。利用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行圖像處理，稱為數(shù)字圖像處理。最后通過實(shí)例應(yīng)用說明 了 VB 源程序的調(diào)用方法以及實(shí)現(xiàn)的數(shù)字圖像處理效果。 Gray。 如對(duì)圖像進(jìn)行灰度化處理，去除圖像中的噪聲，二值化處理等 ，從而改善圖像的質(zhì)量，以達(dá)到或真實(shí)的、或清晰的、或色彩豐富的、或意想不到的藝術(shù)效果。 有時(shí)由于信息微弱，無法辨認(rèn)識(shí)別，還得進(jìn)行增強(qiáng)。它是把已經(jīng)退化了的圖像加以重建或恢復(fù)的過程，以改進(jìn)圖像的保真度。對(duì)圖像處理環(huán)節(jié)來說，輸入是圖像，輸出有時(shí)是圖像，也就是處理后的圖像。特別是 先對(duì)圖像進(jìn)行的灰度化，然后進(jìn)行的 二值化效果的好壞，對(duì)識(shí)別效果以及其后的一切處理都有相當(dāng)大的影響。 圖像預(yù)處理在研究中的 應(yīng)用 領(lǐng)域 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，圖像處理技術(shù)己經(jīng)應(yīng)用于越來越多的行業(yè)，它的優(yōu)點(diǎn)在于能夠快速、直觀地反映二維的信息體。 在數(shù)字圖像處理系統(tǒng)中，目前研究的重點(diǎn)是“圖像預(yù)處理”部分 。圖像恢復(fù)的任務(wù)是使退化了的圖像，去掉退化因素，以最大的保真度恢復(fù)成原來的圖像。本文所采用的增強(qiáng)算法均是在空間域中對(duì)圖像進(jìn)行處理的，因此，下面先介紹空間域的一些常用的處理方法，然后重點(diǎn)介紹一種新的增強(qiáng)處理算法，它對(duì)裂縫圖像有較好的處理效果[3]。 對(duì)靶紙數(shù)字圖像的處理分為兩個(gè)階段，圖像預(yù)處理階段和圖 像識(shí)別階段。 3. 在基于 MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字字符識(shí)別的課題研究中，也包含十分重要的圖像預(yù)處理過程。 (1)圖像的灰度化 ： 圖像采集卡獲取的數(shù)字圖像是彩色圖像 (RGB 圖 )。為了抑制噪聲、改善圖像質(zhì)量需對(duì)圖像進(jìn)行平滑或者去噪。因此 ， 我們還得進(jìn)一步處理 ， 將背景噪聲屏蔽掉 ， 突顯出字符輪廓信息。由于這時(shí)的圖像為二值圖 ， 在去噪的方法上可以采用連通域去噪 ， 即計(jì)算出每個(gè)連通區(qū)域像素個(gè)數(shù) ， 當(dāng)它少于某個(gè)設(shè)定的閾值時(shí) ， 則認(rèn)定它為噪聲 ， 然后 ， 再將 它去除掉。 本課題研究?jī)?nèi)容介紹 我們得到的數(shù)字 圖像包含了背景信息和噪聲 ， 需要對(duì)之進(jìn) 行預(yù)處理才能夠用來識(shí)別。 本論文 在后 面 的數(shù)字圖像處理 的過程中 ， 識(shí)別算法不需要關(guān)心圖像的彩色信息。在圖像處理中一般使用濾波技術(shù)去除嗓聲干擾 ， 比較常用的幾種濾波器是鄰域平均 法、低通濾波、中值濾波等。二值化處理就能夠?qū)⑵渲械淖址@現(xiàn)出來 ， 并將背景去除掉。 標(biāo)題欄是屏幕頂部的水平條，他顯示的是應(yīng)用程序的名字。如下圖 21： 圖 21 標(biāo)題欄示意圖 工具欄位于菜單欄的下面，它以圖標(biāo)的形式提供了部分常用菜單命令的功能，通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊這些快捷按鈕可以加快程序開發(fā)的速度。當(dāng)打開一個(gè)新的工程文件時(shí)， Visual Basic 建立一個(gè)空的窗體，并命名為 FormX(X＝ 1， 2， 3...)。 啟動(dòng)了 Visual Basic 開發(fā)環(huán)境后，一個(gè)名稱Ｆ orm1 的窗體作為缺省窗體顯示在屏幕上。 注：每個(gè)窗體都是用戶界面中的一個(gè)窗口。要設(shè)置新窗體的起始位置，只需要在窗體布局窗口中拖曳小的預(yù)覽窗體到所需位置即可 [4]。 如 下 圖是一個(gè)工程所包含的東西，窗體是一個(gè)程序表現(xiàn)在外面的界面、模塊是程序內(nèi)部使用的代碼。 如下圖 23： 圖 23 工程管理器示意圖 在屬性 (Properties)窗口中你可以改變窗體上用戶界面元素的特性，或稱 作 屬 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 性。 “ Properties(屬性 )” 窗口中還列出了每個(gè)對(duì)象所有可以修改的屬性 (你可以單擊兩個(gè)標(biāo)簽之一，按字母順序或 按分類方式查看屬性 )。 如下圖 24： 通過運(yùn)用工具箱中的工具 (或稱 作 控件 )來向窗體上添加用戶界面元素。添加到窗體上的每個(gè)控件都變成了應(yīng)用程序中的對(duì)象，或稱 作 可編程用戶界面元素。這些功能強(qiáng)大的對(duì)象完成非常有用的功能，但程序運(yùn)行時(shí)用戶并不能在界面中看到它們。用戶可以打開多個(gè)代碼窗口，查看不同窗體、標(biāo)準(zhǔn)模塊中的代碼，并可在各個(gè)窗口間復(fù)制代碼。其中【通用】表示與特定對(duì)象無關(guān)的通用代碼，一般在此聲明模塊級(jí)變量或用戶編寫自定義過程。其中【聲明】表示聲明模板級(jí)變量。 界面設(shè)計(jì) 根據(jù)需要在窗體上配置必要的控件： 第一步，啟動(dòng) Visual ，選擇【標(biāo)準(zhǔn) EXE】創(chuàng)建新工程。 讀取 BMP 圖像文件窗體格式的界面設(shè)計(jì)圖像如下圖 26： 圖 26 界面設(shè)計(jì)示意圖 圖片框 (PictureBox 控件 )用于顯示圖像 ，命令按扭 Command1【 選擇文件 】用于選 擇指定圖像文件，命令按扭 Command2【 讀圖像 】 用于讀入圖像數(shù)據(jù)并存入數(shù)組，命令按鈕 Command3【顯示】將圖像顯示在圖片框中，命令按扭Command4【 退出 】 用于退出該窗體 [8]。每一種圖像文件均有一個(gè)文件頭，在文件頭之后才是圖像數(shù)據(jù)。根據(jù)圖像像素的顏色分類，可將圖像分為如下四種類型： 每個(gè)像素點(diǎn)只有黑白兩種灰度值，因此一個(gè)像素僅占 1bit， 0 表示黑， 1 表示白，或相反。 在這種模式下，顏色表都是預(yù)先定義的，并且可供選用的一組顏色也很有限，索引顏色的圖像最多只能顯示 256 種顏色。 圖像文件的一般結(jié)構(gòu) 一般的圖像文件結(jié)構(gòu)都包含有文件頭和文件體兩部分。 文件體主要包括圖像數(shù)據(jù)以及顏色變換查找表或調(diào)色板數(shù)據(jù)。 目前還沒有非常統(tǒng)一的圖像文件格式。 BMP 文件格式 bmp 文件可用每 像素 16 或 24 位來編碼顏色信息，這個(gè)位數(shù)稱作圖 像 的顏色深度，它決定了圖 像 所含的最大顏色數(shù)。對(duì)于一個(gè)256 色的 圖像 來說，每個(gè)像素占用文件中位圖數(shù)據(jù)部分的一個(gè)字節(jié)。如果位圖數(shù)據(jù)中每行的字節(jié)數(shù)是奇數(shù)，就要在 每行都加一個(gè)附加的字節(jié)來調(diào)整位圖數(shù)據(jù)邊界為 16 位的整數(shù)倍。 Windows 以前的 BMP 位圖文件格式與顯示設(shè)備有關(guān)，因此把它稱為設(shè)備相關(guān)位圖 (devicedependent bitmap， DDB)文件格式。 文件頭的信息主要包括與位圖文件相關(guān)的信息，如文件類型、文件大小等，該部分信息共占 14 個(gè)字節(jié)。具體結(jié)構(gòu)如 表 23： 表 23 顏色表中的第 1 個(gè)表項(xiàng)的結(jié)構(gòu) 起始字節(jié) 所占節(jié)數(shù) 具體內(nèi)容 標(biāo)識(shí) 56 1 藍(lán)色的亮度值 rgbBlue 57 1 綠色的亮度值 rgbGreen 58 1 紅色的亮度值 rgbRed 59 1 保留 rgbReserved 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 該部分的大小取決于壓縮方法，它 包含所有的位圖數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的值取決于biBitCount 的值。 8 256 點(diǎn)陣位圖中每一個(gè)字節(jié)表示一個(gè) 像素 。圖像數(shù)據(jù)中的每一位 (0 或 1)表示一個(gè)像素 (黑色或白色 )。 biBitCount=8 表示位圖最多有 256 種顏色。顏色表為空。 圖像的讀取 基于 VB 的圖像處理基本方法是首先獲得一個(gè)像素點(diǎn)的顏色值 ,然后根據(jù)顏色分解算法分解出圖像 中像素的紅、 綠、藍(lán) 3 色值 ， 其后再分別對(duì)每一種顏色值根據(jù)不同的算法進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算 ， 處理后的顏色值賦給當(dāng)前像素點(diǎn) ， 最后在指定的位置畫出該像素點(diǎn) [10]。 方法 1： 選擇 PictureBox 控件屬性中 Picture 屬性為磁盤上某一路徑圖形文件 ， 運(yùn)行時(shí)圖像即可在圖片框內(nèi)顯示 。 由于位圖以像素為基本單位，這就 要求首先能夠正確的從 BMP 文件中讀出每一個(gè)像素，然后才能采用特定的算法對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行直接處理，以滿足 圖像與處理 的具體要求。 對(duì)于 Visual 讀取 BMP 位圖文件時(shí)，讀取圖像數(shù)據(jù)的命令按鈕響應(yīng)的是 單擊事 件程序。確定圖像是否為 24 位真彩圖 Get 1, 19, w 39。獲取像素的每個(gè)顏色分量值 Next k Next i If (w * 3) Mod 40 Then 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 For k = 1 To 4 ((w * 3) Mod 4) Get 1, , pix 39。但是，在數(shù)字圖像領(lǐng)域之外， “ 黑白 圖像 ” 也表示 “ 灰度圖像 ” ，例如灰度的照片通常叫做 “ 黑白照片 ” 。這種精度剛剛能夠避免可見的 條帶 失真，并且非常易于編程。我們往往需要先讀取數(shù)字圖像的灰度，然后對(duì)其進(jìn)行分析與處理，如生成灰度直方圖、灰度修正、提取圖像特征、圖像銳化等。一般有以下四種方法對(duì)彩色圖像進(jìn)行灰度化： 將彩色圖像中的三分量的亮度作為三個(gè)灰度圖像的灰度值，可根據(jù)應(yīng)用需要選取一種灰度圖像。 3/)),(),(),((),( jiBjiGjiRjif ??? 根據(jù)重要性及其它指標(biāo)，將三個(gè)分量以不同的權(quán)值進(jìn)行加權(quán)平均。數(shù)字圖像中各個(gè)像素所具有的明暗程度由灰度值 (gray level)所標(biāo)識(shí)。在圖像處理中，彩色圖像的處理通 常是通過對(duì)其三個(gè)單色圖像分別處理而得到的 [13]。噪聲可以理解為“妨礙人們感覺器官對(duì)所接受的信源信息理解的因素”。通常數(shù)字特征，即均值方差、相關(guān)函數(shù)等對(duì)噪聲進(jìn)行處理 [14]。如電流的產(chǎn)生是由電子或空穴粒子的集合所形成。 (3)器材 材料本身引起的噪聲。如電源引入的交流聲；偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和箝位電路所引起的噪聲等。 ，如其幅度分布是按高斯分布的就稱其為高斯噪聲，而按雷利分布的就稱其為雷利噪聲。前者如放大器噪聲等。在某些情況下，如信號(hào)變化很小，噪聲也不大。 模板操作和卷積運(yùn)算 模板操作是數(shù)字圖像處理中常用的一種運(yùn)算方式，圖像的平滑、銳化等效果都要用到模板 操作。領(lǐng)域中的每個(gè)像素 (假定領(lǐng)域?yàn)?3*3 大小，卷積核大小與領(lǐng)域相同 )， 分別是卷積核中的每一個(gè)元素相乘，乘 積求和所得到結(jié)果即為中心像素的新值。它的目的是保護(hù)圖像邊緣的同時(shí)去除噪聲。存放灰度圖數(shù)據(jù) Dim g() As Integer 39。 (i, j), RGB(g(i, j), g(i, j), g(i, j)) SetPixelV , i, j, RGB(g(i, j), g(i, j), g(i, j)) Next i Next j End Sub Private Sub Command5_Click() = LoadPicture() = LoadPicture() End Sub 圖 310 去噪前效果圖 界面中各命令按鈕和其相對(duì)應(yīng)的操作方式分別對(duì)應(yīng)結(jié)果如下： 【 Command1】對(duì)應(yīng)【打開文件】按鈕， 點(diǎn)擊【打開文件】按鈕，選擇需要圖像文件， 打開相應(yīng)的圖像文件； 【 Command2】對(duì)應(yīng)【讀取圖像】按鈕， 點(diǎn)擊【讀取圖像】按鈕，程序執(zhí)行讀取， 載入圖像文件； 【 Command3】對(duì)應(yīng)【灰度】按鈕， 點(diǎn)擊【灰度】按鈕， 對(duì)圖像進(jìn)行灰度操作； 【 Command4】 對(duì)應(yīng)【去噪】按鈕，點(diǎn)擊【去噪】按鈕，對(duì)圖像進(jìn)行去噪操 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 作； 【 Command5】對(duì)應(yīng)【清屏】按鈕， 點(diǎn)擊【清屏】按鈕， 退出運(yùn)行程序 。我們從直方圖上可以看出圖像的許多特性。 ，都