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數字圖像處理開(kāi)題報告范文
篇一：數字圖像處理開(kāi)題報告
開(kāi)題報告
一、研究的目的、意義及國內外現狀和發(fā)展趨勢
通常經(jīng)圖像信息輸入系統獲取的源圖像信息中都含有各種各樣的噪聲與畸變。例如傳感器獲取的遙感圖像含有大量地物特征信息，在圖像上這些地物特征信息以灰度形式表現出來(lái)，當地物特征間表現的灰度差很小時(shí)，目視判讀就無(wú)法認辨，而圖像增強的目的就是（1）采用某種技術(shù)手段，改善圖像的視覺(jué)效果、工藝的適應性，使圖像更清晰，目標物更突出。（2）將圖像轉換成一種更適合與人或機器進(jìn)行分析處理的形式。它不是以圖像保真度為原則，而是通過(guò)處理設法有選擇地突出便于人或機器分析某些感興趣的信息，抑制一些無(wú)用的信息，以提高圖像的使用價(jià)值。因此圖像增強的實(shí)質(zhì)是增強感興趣地物和周?chē)匚飯D像間的反差。
現階段國內外普遍使用的圖像增強的方法分為光學(xué)增強方法和數字增強方法兩種。光學(xué)增強處理采用光學(xué)儀器進(jìn)行。其特點(diǎn)是快速、簡(jiǎn)易，操作方法容易掌握，儀器和處理材料費用較低，目前在遙感中廣泛使用。但光學(xué)儀器功能比較單一，對各種增強方法的適應性比數字處理設備差。數字增強處理是采用數字圖像計算機系統進(jìn)行。其特點(diǎn)是快速、功能全，還能應用光學(xué)方法無(wú)法進(jìn)行的一些算法對圖像增強。其主要增強技術(shù)從增強的作用域出發(fā)包括空間域增強（對圖像像素灰度進(jìn)行操作，即直接對圖像進(jìn)行增強處理）和頻率域增強（在圖像的某個(gè)變換域內，對圖像進(jìn)行操作，修改變換后的系數，例如付立葉變換、DCT變換等的系數，然后再進(jìn)行反變換得到處理后的圖像，以此達到增強的目的）兩種。
嚴格來(lái)講，圖形圖像處理技術(shù)常常是光學(xué)技術(shù)和數字技術(shù)相結合，在未來(lái)的21世紀可能采用純數字技術(shù)。
總的說(shuō)來(lái)，21世紀圖形圖像要向高質(zhì)量化方面發(fā)展。高質(zhì)量化內容包括6個(gè)方面，即高分辨率、高速度、立體化、多媒體化、智能化和標準化。
二、閱讀的文獻資料和本課題的主攻方向
文獻資料：
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6) 容觀(guān)傲。計算機圖像處理。清華大學(xué)出版社，2000。
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10) 博彥科技。編程高手Visual C++。北京大學(xué)出版社，2001。
11) 鄭莉，董淵。C++語(yǔ)言程序設計。清華大學(xué)出版社，2001。
12) 何斌，馬天予，等。Visual C++數字圖像處理。人民郵電出版社，2001。
13) 黃維通，姚瑞霞。Visual C++程序設計教程。機械工業(yè)出版社，2001。
14) 鄭阿奇，丁有和，鄭進(jìn)。Visual C++實(shí)用教程。電子工業(yè)出版社，2001。
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16) 王燕。面向對象的理論與C++實(shí)踐。清華大學(xué)出版社，1997。
17) 譚浩強。C程序設計。清華大學(xué)出版社，1991。
主攻方向：
掌握用Visual C++高級語(yǔ)言編程的基本知識，能用該語(yǔ)言實(shí)現圖像讀取和顯示影像；掌握圖像增強處理的各種算法及其應用；編程實(shí)現圖像常用增強算法，分析算法的優(yōu)缺點(diǎn)及應用。
三、主要研究?jì)热菁凹夹g(shù)路線(xiàn)
在此次畢業(yè)設計中，我主要研究的是利用Visual C++編程實(shí)現讀取、顯示圖像和設計幾種主要算法以實(shí)現圖像的增強。
1、點(diǎn)運算中的直方圖修正
圖像直方圖是圖像處理中一種十分重要的圖像分析工具，它描述了一幅圖像的灰度級內容，任何一幅圖像的直方圖都包含了豐富的信息，它主要用在圖像分割，圖像灰度變換等處理過(guò)程中。從數學(xué)上來(lái)說(shuō)圖像直方圖是圖像各灰度值統計特性與圖像灰度值的函數，它統計一幅圖像中各個(gè)灰度級出現的次數或概率；從圖形上來(lái)說(shuō)，它是一個(gè)二維圖，橫坐標表示圖像中各個(gè)像素點(diǎn)的灰度級，縱坐標為各個(gè)灰度級上圖像各個(gè)像素點(diǎn)出現的次數或概率。
直方圖修正可使圖像的灰度間距拉開(kāi)或使灰度分布均勻，從而增大反差，使圖像細節清晰，達到增強的目的。它通常有直方圖均衡化（將原圖像的直方圖通過(guò)變換函數修正為均勻的直方圖，然后按均衡直方圖修改原圖像）和直方圖規定化（使原圖像灰度直方圖變成規定形狀的直方圖 而對圖像做修正的增強方法）兩類(lèi)。
在實(shí)際操作中，先利用VC++編程在一個(gè)對話(huà)框中顯示一個(gè)圖像的直方圖，再編程實(shí)現直方圖均衡化的修正方法，將原圖像變換為直方圖均衡的圖像。最后比較均衡前后的圖像和直方圖。
2、實(shí)現空間域中的模板操作
假設圖像是由許多灰度恒定的小塊組成，相鄰像素間或屬于同一集合體的像素間存在很高的空間相關(guān)性，而噪聲則是統計獨立的。這樣就可以在空間域中利用模板對圖像進(jìn)行處理。這種增強處理的方法就是在被處理像元周?chē)南裨獏⑴c下進(jìn)行運算處理，使輸出圖像上每個(gè)像素的灰度值是由輸入圖像中以對應像素為中心的鄰域中多個(gè)像素的灰度值計算出來(lái)的，它主要用于圖像平滑和銳化。
任何一幅原始圖像，在獲取和傳輸等過(guò)程中，會(huì )受到各種噪聲的干擾，使圖像退化，質(zhì)量下降，圖像模糊，特征淹沒(méi)，對圖像分析不利。為了抑制噪聲改善圖像質(zhì)量所進(jìn)行的處理稱(chēng)圖像平滑或去噪。而一般來(lái)說(shuō)，圖像的能量主要集中在其低頻部分，噪聲所在的頻段主要在高頻段，因此，圖像的平滑是使圖像中高頻成分消退，即平滑圖像的細節，使其反差降低，保存低頻成分。但由于系統中所要提取的邊緣信息也主要集中在其高頻部分，圖像平滑往往使圖像中的邊界、輪廓變的模糊，為了減少這類(lèi)不利效果的影響，這就需要利用圖像銳化技術(shù)。圖像銳化處理的目的是為了使圖像的邊緣、輪廓線(xiàn)以及圖像的細節變的清晰，也就是使圖像細節的反差提高。
在實(shí)際操作中，采用模板的方法編程定義一個(gè)5*5加權模板，實(shí)現圖像平滑和銳化，分析結果。
3、實(shí)現頻率域中的圖像增強
通過(guò)傅立葉變換可以將空間域圖像變換成頻率域圖像。在經(jīng)過(guò)一次傅立葉逆變換，又能將頻率域圖像變成空間域圖像。依據這樣的關(guān)系，我們可以通過(guò)修改頻譜的方法來(lái)增強圖像中某些信息或壓抑另一些信息。最常用的方法是濾波。所謂濾波是讓圖像頻譜中某些頻率成分通過(guò)，阻止另一些頻率成分通過(guò)。
從頻率域來(lái)考慮，由于噪聲主要集中在高頻部分，為去除噪聲改善圖像質(zhì)量，就可以采用低通濾波器來(lái)抑制高頻部分，然后再進(jìn)行逆傅立葉變換獲得濾波圖像，就可以達到平滑圖像的目的。圖像模糊的實(shí)質(zhì)是因為其高頻分量被衰減，因此要消除模糊，突出邊緣，則采用高通濾波器讓高頻部分通過(guò)，使低頻成分削弱，再經(jīng)逆傅立葉變換得到邊緣銳化的圖像。
在實(shí)際操作中，是通過(guò)編程分別實(shí)現理想低通濾波器和指數高通濾波器，達到圖像增強的目的，并分析結果。
技術(shù)路線(xiàn)：
查閱整理有關(guān)遙感影像增強的技術(shù)資料，掌握遙感影像處理的各種增強算
法及應用
↓
學(xué)習用Visual C++編程的基本知識
↓
編程實(shí)現遙感影像的讀取和顯示
↓
以在空間域實(shí)現遙感影像增強為主進(jìn)行算法設計和程序編制
↓
通過(guò)程序調試和試驗，用不同方法對所給影像進(jìn)行增強，并比較結果
篇二：基于圖像處理的論文開(kāi)題
1選題的背景及研究意義
1.1 選題背景
煤倉是煤礦生產(chǎn)運輸系統中的一個(gè)重要環(huán)節。無(wú)論是井下生產(chǎn)系統還是地面生產(chǎn)系統，煤炭的裝卸和儲存一般都是通過(guò)煤倉來(lái)實(shí)現的。在實(shí)際生產(chǎn)中，因未能對煤倉煤位進(jìn)行有效的檢測，導致經(jīng)常出現空倉滿(mǎn)倉等不良工況，引起通風(fēng)短路、炭塊自由下落破碎、空倉裝料損壞倉壁、滿(mǎn)倉后堵死放煤口等嚴重問(wèn)題的發(fā)生，嚴重制約煤礦生產(chǎn)系統的正常運行。
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對煤倉料位的檢測越來(lái)越向智能化發(fā)展，也越來(lái)越需要對其進(jìn)行精準的檢測，以提高工作效率。為了適應這種需要，越來(lái)越多的檢測方法應運而生，但對于不同的環(huán)境，要求的條件也不一樣，對于煤倉來(lái)說(shuō)，因為其環(huán)境相對來(lái)說(shuō)比較惡劣一點(diǎn)，這就對煤倉煤位檢測方法的適應能力以及可靠性提出更高的要求。
對于煤礦井下的煤倉因空間所限，其直徑一般在5m以下，深度在30m左右，深的也有達50m的，而且壁面很粗糙，由于灰塵需要煤的溫度相當大，使壁面突出的部位粘上煤粉，時(shí)間一長(cháng)更為突出，而且滅塵噴使環(huán)境濕度很大，在這樣的環(huán)境中許多檢測裝置均無(wú)法正常工作[1]。煤礦生產(chǎn)的現代化發(fā)展需要對煤倉的料位進(jìn)行不間斷的檢測，以確保各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節安全高效運轉，故迫切需要一種簡(jiǎn)單易行、工作可靠的適用于井下煤倉的煤位檢測裝置。本文選用基于A(yíng)RM圖像處理的煤倉煤位檢測系統，對煤倉煤位進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，已達到理想的效果。
1.2研究意義
目前國內大部分煤礦以及冶金企業(yè)中檢測粉塵類(lèi)料倉的料位采用較多的是超聲波法、電容法和重錘探測法。超聲波式料位測量裝置精度高但價(jià)格昂貴，另?yè)褂矛F場(chǎng)反饋信息，測量過(guò)程中，粉塵堵塞傳感頭的現象也時(shí)有發(fā)生，造成工作不可靠并帶來(lái)一定的事故隱患；電容式料位測量的精度受環(huán)境影響很大，且轉換電路復雜；重錘式料位探測雖然具有工作可靠、成本低、抗干擾能力強等優(yōu)點(diǎn)，但也存在著(zhù)電機控制過(guò)程復雜，制動(dòng)不及時(shí)導致定位不準甚至重錘沖入料層的缺憾。
本文討論的基于A(yíng)RM的圖像處理系統及其實(shí)時(shí)傳輸控制，較好地解決了上述問(wèn)題。
2 國內外研究狀況
2.1 國內研究狀況
固體料位測量一直是個(gè)難題，很難有一個(gè)準確可靠的最佳測量方式。近年來(lái)，射頻導納、超聲波、雷達、激光式物位計在測量固體物料上顯示出各自特點(diǎn)，使固體物料料位的測量水平顯著(zhù)提高。但超聲波式料位測量裝置雖然精度高但價(jià)格昂貴，另?yè)褂矛F場(chǎng)反饋信息，測量過(guò)程中，粉塵堵塞傳感頭的現象也時(shí)有發(fā)生，造成工作不可靠并帶來(lái)一定的事故隱患；電容式料位測量的精度受環(huán)境影響很大，且轉換電路復雜。
我國料位檢測儀表起步較晚，主要原因是以前長(cháng)期借助簡(jiǎn)單工具(如竹竿) 測量或者直接用人眼估測。因此，自動(dòng)化水平較低�，F在隨著(zhù)經(jīng)濟發(fā)展，自動(dòng)化水平提高，對料位測量?jì)x表的研制有所重視，國內生產(chǎn)料位計的廠(chǎng)家也越
來(lái)越多，生產(chǎn)出的料位計性能各異，也存在著(zhù)一些未解決難題。
我國到上個(gè)世紀60年代才有專(zhuān)業(yè)的物位儀表廠(chǎng)，當時(shí)由于國內需求不旺，因此企業(yè)規模都比較小，以生產(chǎn)機械型產(chǎn)品為主。隨著(zhù)國家經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化程度不斷提高，自上個(gè)世紀80年代我國對物位儀表的需求猛增，據業(yè)內專(zhuān)家測算，2005年我國物位儀表總銷(xiāo)售額約20億元，今年仍將保持兩位數增長(cháng)。
但基于我國物位儀表工業(yè)基礎薄弱的現狀，國內過(guò)程自動(dòng)化中所需的物位儀表有相當部分還依賴(lài)進(jìn)口，特別是微波、超聲、磁致伸縮等高端產(chǎn)品，以及機械型產(chǎn)品中的高壓、高溫及特殊材質(zhì)的產(chǎn)品。其中電子型產(chǎn)品大部分是原裝進(jìn)口，一小部分則是進(jìn)口關(guān)鍵件，由國內組裝；機械產(chǎn)品則國內加工部分較多。
2.2國外發(fā)展狀況
國外料位儀表早期大多采用機械原理，但近年來(lái)隨著(zhù)電子技術(shù)的應用，逐步向機電一體化發(fā)展，并且開(kāi)發(fā)了許多新的檢測原理，主要有有超生波式，雷達式，電容式，核輻射式，阻旋式，沖擊振動(dòng)式，重錘式等料位計。
(1)超聲波式料位計[2]；超聲波式料位計是利用聲納原理來(lái)測量料位的。超聲波式和核輻射式料位傳感器多為國外引進(jìn)產(chǎn)品，如美國凱瑞公司和馬格尼特公司的超聲波式料位計，精度可達0．25級，德國E+H公司的DU212和DU21 3，最小盲區是0．7m，此范圍以?xún)炔荒苁褂�，最遠距離受聲功率限制，只能測40m內的料位，具體做法是在貯倉頂部對著(zhù)料面裝有超聲波發(fā)生器和接收器。發(fā)生器發(fā)出的超聲波經(jīng)空氣層射至料面后就被反射，一部分反射被接收器所接收，由超聲波發(fā)射至接收所經(jīng)歷的時(shí)間乘以聲速就可計算出料位高度。由于空氣溫
度的高低會(huì )影響聲波的傳播速度，所以還需測量空氣溫度以修正聲速。超聲波式料位傳感器適合于測量粒度較大的塊料料位。測量精度高，但必須借助于媒介傳播。
(2)電容式料位計[2]；電容式料位傳感器是采用測量容器的探頭與容器內壁
之間、兩探頭之間或探頭與同心測量管之間的電容，利用物料介電常數恒定時(shí)極間電容正比于料位的原理進(jìn)行工作的。電容式料位傳感器的特點(diǎn)是無(wú)可動(dòng)部件，與物料密度無(wú)關(guān)，但要求物料的介電常數與空氣介電常數差別大，變化的介電常數在進(jìn)行連續測量時(shí)要加以補償，且需用高頻電路。
(3)r射線(xiàn)料位計[2]；r射線(xiàn)料位計是利用同位素源向探測器定向發(fā)射r射線(xiàn)，
若料位低于同位素原，則探測器得到信號，表示料空，相反，若庫內料面高于同位素源，探測器就得不Nr射線(xiàn)的信號，表示料滿(mǎn)的原理。所以r射線(xiàn)料位計常用作料位開(kāi)關(guān)，不用于連續監測，且存在下射線(xiàn)放射源污染環(huán)境，放射源的衰減使料位控制不可靠等不足。
(4)阻旋式料位計[2]；這種料位計的工作原理是控制器中裝有一臺微電機， 通過(guò)齒輪減速后，使主軸上的葉片轉動(dòng)，當被測物料料面上升碰到葉片時(shí)，葉片旋轉受阻，停止轉動(dòng)，于是過(guò)載檢測機構便圍繞主軸作微量轉動(dòng)，使斜板推動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，其中一個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)切斷電機電源，使電機停轉，并保持此狀態(tài)：另一微動(dòng)開(kāi)關(guān)發(fā)出料位信號，使供料作業(yè)停止或報警。當料面下降后，葉片失去阻擋，過(guò)負載檢測機構依靠彈簧作用返回原來(lái)位置，其中一個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)恢復原來(lái)狀態(tài)，使電機供電回路接通，葉片又開(kāi)始轉動(dòng)：另一微動(dòng)開(kāi)關(guān)也恢
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