【正文】 格式，其文件的擴(kuò)展名為 .BMP CImage 是 ATL 和 MFC 共享的新類，它能從外部存儲(chǔ)空間調(diào)入一個(gè) BMP、 JPEG、 GIF和 PNG 格式的圖像文件并且加以顯示，并且這些文件格式可以相互轉(zhuǎn)換。 將像素點(diǎn)信息按不同的方式組織或存儲(chǔ)就得到了不同的圖像格式：把圖像數(shù)據(jù)存成文成像系統(tǒng) 采樣系 統(tǒng) 量化器 四川大學(xué)本科畢業(yè)論文 數(shù)字處理算法程序?qū)崿F(xiàn) 7 件就得到了圖像文件。上面的式子中， M、 N 分別表示數(shù)字圖像在長與寬方向上的像素個(gè)數(shù) 。所以可以把采樣和量化統(tǒng)稱為數(shù)字化。 然而計(jì)算機(jī)所能處理的數(shù)據(jù)必須是離散的二進(jìn)制碼，如果要使用計(jì)算機(jī)來處理圖像，模擬圖像連續(xù)性的函數(shù)必須轉(zhuǎn)化為離散的數(shù)據(jù)集，這一過程稱作圖像采集。因此，自然界的圖像可由基于位置的坐標(biāo)三維函數(shù)來表示，即 f(x,y,z) = {fred(x,y),fgreen(x,y),fblue(x,y)} () 圖像可以分為黑白圖像和彩色圖像。色度學(xué)中認(rèn)為，任何顏色都是可以由紅、綠、藍(lán)三種基本顏色按照不同的比例混合得到。 四川大學(xué)本科畢業(yè)論文 數(shù)字處理算法程序?qū)崿F(xiàn) 6 數(shù)字圖像的基本處理 ` 在做任何圖像處理之前，我們先必須了解數(shù)字圖像的基本概念。 本論文各章節(jié)是按照?qǐng)D像處理方法逐步深入，從讀 取圖像及簡單操作之中認(rèn)識(shí)圖像的格式，和儲(chǔ)存方式，對(duì)圖像像素和操作有初步認(rèn)識(shí)，進(jìn)而對(duì)圖像進(jìn)行聚類和邊緣檢測，深化理解，后期根據(jù)導(dǎo)師指導(dǎo)，對(duì)圖像在時(shí)域和頻域內(nèi)分析，實(shí)現(xiàn)了圖像增強(qiáng)。 概要而論，數(shù)字圖像的處理所要達(dá)到的主要目的有以下三個(gè)方面：其一是提高圖像的視覺質(zhì)量；其二是提取圖像所包含的某些特殊信息或者特征；其三是圖像數(shù)據(jù)的編碼壓縮和變換。在以后航天發(fā)展和探測研究中，數(shù)字圖像處理技術(shù)也都繼續(xù)扮演著重要的角色。在處理中，輸入的是質(zhì)量較低的圖像而輸出的則是改善質(zhì)量后的圖像，常用的圖像處理方法有圖像增強(qiáng)、編碼、復(fù)原、壓縮等。 [關(guān)鍵字 ] 數(shù)字圖象處理，增強(qiáng)，濾波 四川大學(xué)本科畢業(yè)論文 數(shù)字處理算法程序?qū)崿F(xiàn) 2 Digital Image Processing Software Design Major: Electronics and Information engineering Student: Jie Qin Supervisor: Professor Teng Abstract: Digital image processing refers to the technology and method of how to process analog image which has been digitalized. These processes include wiping out noises, image enhancement, image recovery, image segmentation, extracting image feature and so on. With the development of puter techniques, digital image processing have achieved great progress. These processing techniques have been widely used in medical imaging, astrology, petroleum mining etc. This paper starts from the introduction of digital image, using Class CImage to load and save picture in hard disk. Then various image processing algorithm will be analyzed step by step and some of different algorithms which achieve same function will be pared to each other in terms of pros and cons. The final software mainly have following processing functions: image binarization, image magnification and reduction, image enhancement in time domain, image edge detection and cluster analysis, FFT and frequency domain filtering. Additionally, image enhancement is the key point of this paper and will be analyzed from both time and frequency domain. At last, this paper introduces the basic method of how to process image in frequency domain, so we can find out the relationship between time domain and frequency domain. Keywords: digital image processing, enhancement, filtering 四川大學(xué)本科畢業(yè)論文 數(shù)字處理算法程序?qū)崿F(xiàn) 3 目錄 前言 ........................................................... 5 第一章 數(shù)字圖像的基本處理 ...................................... 6 CImage 類簡介 ........................................... 7 圖像的放大與縮小 ....................................... 11 圖像二值化 ............................................. 12 第二章聚類與邊緣檢測 ......................................... 13 圖像的聚類分析 ........................................ 13 圖像的邊緣檢測 ........................................ 15 第三章圖像增強(qiáng) ............................................... 17 圖像的簡單平滑和高斯平滑 ............................... 17 圖像的中值、最大值和最小值濾波 ......................... 18 第四章圖像的頻域 處理 ......................................... 21 快速傅立葉變換及蝶形運(yùn)算 ............................... 21 圖像的快速傅立葉變換 ................................... 24 圖像頻域?yàn)V波 ........................................... 25 頻域平滑濾波器 ........................................ 26 頻域銳化濾波器 ....................................... 28 參考文獻(xiàn) ..................................................... 29 聲明 .......................................................... 30 致謝 .......................................................... 31 四川大學(xué)本科畢業(yè)論文 數(shù)字處理算法程序?qū)崿F(xiàn) 4 附錄 1：外文譯文（附英文原文） ............................... 32 四川大學(xué)本科畢業(yè)論文 數(shù)字處理算法程序?qū)崿F(xiàn) 5 前言 隨著電子計(jì)算機(jī)的普及，人們已經(jīng)開始利用計(jì)算機(jī)軟件來操作處理圖像與圖像信息。其中的圖像增強(qiáng)處理是本文的重點(diǎn)，分別從時(shí)域和頻域內(nèi)分析 。這篇論文從數(shù)字圖像介紹開始，使用 C++中包含的 CImage 類在電腦存儲(chǔ)空間中讀取已有圖像，逐步深入介紹數(shù)字圖像處理的各種算法與每種實(shí)現(xiàn)相同功能不同算法的比較。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字圖像處理也得到了很大的發(fā)展。 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 數(shù)字處理算法程序?qū)崿F(xiàn) 學(xué) 院 電子信息學(xué)院 專 業(yè) 電子信息工程 學(xué)生姓名 秦 杰 學(xué) 號(hào) 0942051088 年級(jí) 2020 級(jí) 指導(dǎo)教師 秦 杰 教務(wù)處制表 二Ο一Ο年 六 月 四 日 四川大學(xué)本科畢業(yè)論文 數(shù)字處理算法程序?qū)崿F(xiàn) 1 數(shù)字 處理算法程序?qū)崿F(xiàn) 專業(yè)：通信與信息工程 學(xué)生：秦杰 指導(dǎo)老師：滕奇志 [摘要 ] 數(shù)字圖像處理是指通過計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字化后的模擬圖像進(jìn)行各種處理操作的方法和技術(shù)。這些操作包括，去除雜點(diǎn)、增強(qiáng)、復(fù)原、分割、提取特征等。這些處理技術(shù)被廣泛運(yùn)用于醫(yī)學(xué)影像，天文學(xué)和石油礦業(yè)等領(lǐng)域。設(shè)計(jì)出來的軟件主要包含以下幾個(gè)處理功能：圖像二值化，圖像的放大和縮小，時(shí)域中圖像的增強(qiáng)處理， 圖像的邊緣檢測和聚類分析 ，圖像的快速傅立葉變換及頻域內(nèi)的濾波 。最后 介紹了圖像頻域處理的方法及過程，進(jìn)而分析時(shí)域與頻域處理之間的關(guān)系。早期的圖像處理軟件的目的主要是改善圖像的質(zhì)量，以人的視覺為導(dǎo)向，改善人的視覺效果為目的。 隨著航空業(yè)的發(fā)展，數(shù)字圖像處理也得到了充分的利用，例如在對(duì)航天探測器傳輸回來的幾千張?jiān)虑蛘掌褂昧藞D像處理技術(shù)，包括灰度變換、幾何校正、去除噪聲等方法，考慮到月球環(huán)境和太陽位置的影響，由計(jì)算機(jī)軟件成功繪制出了月球的表面地圖，取得了巨大成功，隨后的研究中又對(duì)探測器發(fā)回的近十萬張照片進(jìn)行了更為復(fù)雜的處理，以至獲取了月球的彩色圖、地形圖和全景鑲嵌圖，推動(dòng)了數(shù)字圖像處理這門學(xué)科的誕生。 不僅在航天方面圖像處理技術(shù)得到了廣泛的運(yùn)用，在許多應(yīng) 用領(lǐng)域都受到了廣泛的關(guān)注并取得了的開拓性進(jìn)展，屬于這些領(lǐng)域的有生物醫(yī)學(xué)工程、機(jī)器人視覺、軍事制導(dǎo)、工業(yè)檢測等，使得圖像處理成為了一門前景遠(yuǎn)大、引人注目的高端學(xué)科。常用的方法也可以簡要概括為以下幾個(gè)方面： 1）圖像編碼壓縮； 2）圖像增強(qiáng)與復(fù)原； 3）圖像變換； 4）圖像描述； 5）圖像分割； 6）圖像分類。此外，在第五章里根據(jù)自己的興趣，實(shí)現(xiàn)了圖像濾鏡效果的一些小功能。人眼所看到的任何大自然中的圖像都是連續(xù)的模擬圖像，其形態(tài)和形狀表現(xiàn)都是由圖像每個(gè)位置上的顏色所決定的。這三種顏色被稱為三基色，簡稱 RGB 三基色。所謂黑白圖像，就是圖像中每一個(gè)點(diǎn)都不是彩色的，即每一個(gè)點(diǎn)的紅、綠、藍(lán)顏色的分量值都相等，即 fred =fgreen = fblue () 所以對(duì)于黑白圖像，函數(shù) f（ x,y） 可以用來表示 （ x,y） 位置處的灰度值。我們可以用下圖簡單描繪圖像采集系統(tǒng)： f(x,y) g(x,y) gs(x,y) gd(x,y) 景物圖像采樣圖像數(shù)字圖像 圖 圖像采集系統(tǒng) 采樣實(shí)際上是把空間坐標(biāo)量化的一個(gè)過程，而量化則是將圖像函數(shù)值離散化的一個(gè)過程。 至此，我們可以說數(shù)字圖像其實(shí)是連續(xù)圖像 f（ x,y） 的一種 近似表達(dá) ，在今后的圖像處理編程中圖像的信息可以由采用點(diǎn)的值所組成的矩陣來表示：