數(shù)字圖像處理開題報(bào)告范文
篇一：數(shù)字圖像處理開題報(bào)告
開題報(bào)告
一、研究的目的、意義及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
通常經(jīng)圖像信息輸入系統(tǒng)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(xiàn)出來，當(dāng)?shù)匚锾卣鏖g表現(xiàn)的灰度差很小時(shí)，目視判讀就無法認(rèn)辨，而圖像增強(qiáng)的目的就是（1）采用某種技術(shù)手段，改善圖像的視覺效果、工藝的適應(yīng)性，使圖像更清晰，目標(biāo)物更突出。（2）將圖像轉(zhuǎn)換成一種更適合與人或機(jī)器進(jìn)行分析處理的形式。它不是以圖像保真度為原則，而是通過處理設(shè)法有選擇地突出便于人或機(jī)器分析某些感興趣的信息，抑制一些無用的信息，以提高圖像的使用價(jià)值。因此圖像增強(qiáng)的實(shí)質(zhì)是增強(qiáng)感興趣地物和周圍地物圖像間的反差。
現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外普遍使用的圖像增強(qiáng)的方法分為光學(xué)增強(qiáng)方法和數(shù)字增強(qiáng)方法兩種。光學(xué)增強(qiáng)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(fèi)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(duì)各種增強(qiáng)方法的適應(yīng)性比數(shù)字處理設(shè)備差。數(shù)字增強(qiáng)處理是采用數(shù)字圖像計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行。其特點(diǎn)是快速、功能全，還能應(yīng)用光學(xué)方法無法進(jìn)行的一些算法對(duì)圖像增強(qiáng)。其主要增強(qiáng)技術(shù)從增強(qiáng)的作用域出發(fā)包括空間域增強(qiáng)（對(duì)圖像像素灰度進(jìn)行操作，即直接對(duì)圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理）和頻率域增強(qiáng)（在圖像的某個(gè)變換域內(nèi)，對(duì)圖像進(jìn)行操作，修改變換后的系數(shù)，例如付立葉變換、DCT變換等的系數(shù)，然后再進(jìn)行反變換得到處理后的圖像，以此達(dá)到增強(qiáng)的目的）兩種。
嚴(yán)格來講，圖形圖像處理技術(shù)常常是光學(xué)技術(shù)和數(shù)字技術(shù)相結(jié)合，在未來的21世紀(jì)可能采用純數(shù)字技術(shù)。
總的說來，21世紀(jì)圖形圖像要向高質(zhì)量化方面發(fā)展。高質(zhì)量化內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)化。
二、閱讀的文獻(xiàn)資料和本課題的主攻方向
文獻(xiàn)資料：
1) 孫家柄，舒寧，關(guān)澤群。遙感原理、方法和應(yīng)用。北京：測(cè)繪出版社，1997。
2) 賈永紅。計(jì)算機(jī)圖像處理和分析。武漢大學(xué)出版社，2001。
3) 張宇，王希勤，彭應(yīng)寧。一種用于夜間圖像增強(qiáng)的算法。清華大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，1999年，39卷，第9期。
4) 李叔梁。話說圖像處理。北京師范大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)研究所，1999。
5) 徐建華。圖像處理與分析。科學(xué)出版社，1992。
6) 容觀傲。計(jì)算機(jī)圖像處理。清華大學(xué)出版社，2000。
7) 萬(wàn)發(fā)觀，柳健，等。遙感圖像數(shù)字處理。華中理工大學(xué)出版社，1991。
8) 荊仁杰，等。計(jì)算機(jī)圖像處理。浙江大學(xué)出版社，1990。
9) 張遠(yuǎn)鵬，董海，周文靈。計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)基礎(chǔ)。北京大學(xué)出版社，1996。
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(shè)計(jì)。清華大學(xué)出版社，2001。
12) 何斌，馬天予，等。Visual C++數(shù)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(shè)計(jì)教程。機(jī)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。
15) 劉濤。Visual C++實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖像增強(qiáng)處理。天極網(wǎng)，2002。
16) 王燕。面向?qū)ο蟮睦碚撆cC++實(shí)踐。清華大學(xué)出版社，1997。
17) 譚浩強(qiáng)。C程序設(shè)計(jì)。清華大學(xué)出版社，1991。
主攻方向：
掌握用Visual C++高級(jí)語(yǔ)言編程的基本知識(shí)，能用該語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)圖像讀取和顯示影像；掌握?qǐng)D像增強(qiáng)處理的各種算法及其應(yīng)用；編程實(shí)現(xiàn)圖像常用增強(qiáng)算法，分析算法的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用。
三、主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我主要研究的是利用Visual C++編程實(shí)現(xiàn)讀取、顯示圖像和設(shè)計(jì)幾種主要算法以實(shí)現(xiàn)圖像的增強(qiáng)。
1、點(diǎn)運(yùn)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(jí)內(nèi)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程中。從數(shù)學(xué)上來說圖像直方圖是圖像各灰度值統(tǒng)計(jì)特性與圖像灰度值的函數(shù)，它統(tǒng)計(jì)一幅圖像中各個(gè)灰度級(jí)出現(xiàn)的次數(shù)或概率；從圖形上來說，它是一個(gè)二維圖，橫坐標(biāo)表示圖像中各個(gè)像素點(diǎn)的灰度級(jí)，縱坐標(biāo)為各個(gè)灰度級(jí)上圖像各個(gè)像素點(diǎn)出現(xiàn)的次數(shù)或概率。
直方圖修正可使圖像的灰度間距拉開或使灰度分布均勻，從而增大反差，使圖像細(xì)節(jié)清晰，達(dá)到增強(qiáng)的目的。它通常有直方圖均衡化（將原圖像的直方圖通過變換函數(shù)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(guī)定化（使原圖像灰度直方圖變成規(guī)定形狀的直方圖 而對(duì)圖像做修正的增強(qiáng)方法）兩類。
在實(shí)際操作中，先利用VC++編程在一個(gè)對(duì)話框中顯示一個(gè)圖像的直方圖，再編程實(shí)現(xiàn)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(xiàn)空間域中的模板操作
假設(shè)圖像是由許多灰度恒定的小塊組成，相鄰像素間或?qū)儆谕患象w的像素間存在很高的空間相關(guān)性，而噪聲則是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的。這樣就可以在空間域中利用模板對(duì)圖像進(jìn)行處理。這種增強(qiáng)處理的方法就是在被處理像元周圍的像元參與下進(jìn)行運(yùn)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(duì)應(yīng)像素為中心的鄰域中多個(gè)像素的灰度值計(jì)算出來的，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?shù)冗^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，對(duì)圖像分析不利。為了抑制噪聲改善圖像質(zhì)量所進(jìn)行的處理稱圖像平滑或去噪。而一般來說，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(xì)節(jié)，使其反差降低，保存低頻成分。但由于系統(tǒng)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、輪廓線以及圖像的'細(xì)節(jié)變的清晰，也就是使圖像細(xì)節(jié)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(quán)模板，實(shí)現(xiàn)圖像平滑和銳化，分析結(jié)果。
3、實(shí)現(xiàn)頻率域中的圖像增強(qiáng)
通過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(jù)這樣的關(guān)系，我們可以通過修改頻譜的方法來增強(qiáng)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，阻止另一些頻率成分通過。
從頻率域來考慮，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(dá)到平滑圖像的目的。圖像模糊的實(shí)質(zhì)是因?yàn)槠涓哳l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，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，是通過編程分別實(shí)現(xiàn)理想低通濾波器和指數(shù)高通濾波器，達(dá)到圖像增強(qiáng)的目的，并分析結(jié)果。
技術(shù)路線：
查閱整理有關(guān)遙感影像增強(qiáng)的技術(shù)資料，掌握遙感影像處理的各種增強(qiáng)算
法及應(yīng)用
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學(xué)習(xí)用Visual C++編程的基本知識(shí)
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編程實(shí)現(xiàn)遙感影像的讀取和顯示
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以在空間域?qū)崿F(xiàn)遙感影像增強(qiáng)為主進(jìn)行算法設(shè)計(jì)和程序編制
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通過程序調(diào)試和試驗(yàn)，用不同方法對(duì)所給影像進(jìn)行增強(qiáng)，并比較結(jié)果
篇二：基于圖像處理的論文開題
1選題的背景及研究意義
1.1 選題背景
煤倉(cāng)是煤礦生產(chǎn)運(yùn)輸系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。無論是井下生產(chǎn)系統(tǒng)還是地面生產(chǎn)系統(tǒng)，煤炭的裝卸和儲(chǔ)存一般都是通過煤倉(cāng)來實(shí)現(xiàn)的。在實(shí)際生產(chǎn)中，因未能對(duì)煤倉(cāng)煤位進(jìn)行有效的檢測(cè)，導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)空倉(cāng)滿倉(cāng)等不良工況，引起通風(fēng)短路、炭塊自由下落破碎、空倉(cāng)裝料損壞倉(cāng)壁、滿倉(cāng)后堵死放煤口等嚴(yán)重問題的發(fā)生，嚴(yán)重制約煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)煤倉(cāng)料位的檢測(cè)越來越向智能化發(fā)展，也越來越需要對(duì)其進(jìn)行精準(zhǔn)的檢測(cè)，以提高工作效率。為了適應(yīng)這種需要，越來越多的檢測(cè)方法應(yīng)運(yùn)而生，但對(duì)于不同的環(huán)境，要求的條件也不一樣，對(duì)于煤倉(cāng)來說，因?yàn)槠洵h(huán)境相對(duì)來說比較惡劣一點(diǎn)，這就對(duì)煤倉(cāng)煤位檢測(cè)方法的適應(yīng)能力以及可靠性提出更高的要求。
對(duì)于煤礦井下的煤倉(cāng)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(dá)50m的，而且壁面很粗糙，由于灰塵需要煤的溫度相當(dāng)大，使壁面突出的部位粘上煤粉，時(shí)間一長(zhǎng)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(cè)裝置均無法正常工作[1]。煤礦生產(chǎn)的現(xiàn)代化發(fā)展需要對(duì)煤倉(cāng)的料位進(jìn)行不間斷的檢測(cè)，以確保各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)安全高效運(yùn)轉(zhuǎn)，故迫切需要一種簡(jiǎn)單易行、工作可靠的適用于井下煤倉(cāng)的煤位檢測(cè)裝置。本文選用基于ARM圖像處理的煤倉(cāng)煤位檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)煤倉(cāng)煤位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，已達(dá)到理想的效果。
1.2研究意義
目前國(guó)內(nèi)大部分煤礦以及冶金企業(yè)中檢測(cè)粉塵類料倉(cāng)的料位采用較多的是超聲波法、電容法和重錘探測(cè)法。超聲波式料位測(cè)量裝置精度高但價(jià)格昂貴，另?yè)?jù)使用現(xiàn)場(chǎng)反饋信息，測(cè)量過程中，粉塵堵塞傳感頭的現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生，造成工作不可靠并帶來一定的事故隱患；電容式料位測(cè)量的精度受環(huán)境影響很大，且轉(zhuǎn)換電路復(fù)雜；重錘式料位探測(cè)雖然具有工作可靠、成本低、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但也存在著電機(jī)控制過程復(fù)雜，制動(dòng)不及時(shí)導(dǎo)致定位不準(zhǔn)甚至重錘沖入料層的缺憾。
本文討論的基于ARM的圖像處理系統(tǒng)及其實(shí)時(shí)傳輸控制，較好地解決了上述問題。
2 國(guó)內(nèi)外研究狀況
2.1 國(guó)內(nèi)研究狀況
固體料位測(cè)量一直是個(gè)難題，很難有一個(gè)準(zhǔn)確可靠的最佳測(cè)量方式。近年來，射頻導(dǎo)納、超聲波、雷達(dá)、激光式物位計(jì)在測(cè)量固體物料上顯示出各自特點(diǎn)，使固體物料料位的測(cè)量水平顯著提高。但超聲波式料位測(cè)量裝置雖然精度高但價(jià)格昂貴，另?yè)?jù)使用現(xiàn)場(chǎng)反饋信息，測(cè)量過程中，粉塵堵塞傳感頭的現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生，造成工作不可靠并帶來一定的事故隱患；電容式料位測(cè)量的精度受環(huán)境影響很大，且轉(zhuǎn)換電路復(fù)雜。
我國(guó)料位檢測(cè)儀表起步較晚，主要原因是以前長(zhǎng)期借助簡(jiǎn)單工具(如竹竿) 測(cè)量或者直接用人眼估測(cè)。因此，自動(dòng)化水平較低�，F(xiàn)在隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，自動(dòng)化水平提高，對(duì)料位測(cè)量?jī)x表的研制有所重視，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)料位計(jì)的廠家也越
來越多，生產(chǎn)出的料位計(jì)性能各異，也存在著一些未解決難題。
我國(guó)到上個(gè)世紀(jì)60年代才有專業(yè)的物位儀表廠，當(dāng)時(shí)由于國(guó)內(nèi)需求不旺，因此企業(yè)規(guī)模都比較小，以生產(chǎn)機(jī)械型產(chǎn)品為主。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化程度不斷提高，自上個(gè)世紀(jì)80年代我國(guó)對(duì)物位儀表的需求猛增，據(jù)業(yè)內(nèi)專家測(cè)算，2005年我國(guó)物位儀表總銷售額約20億元，今年仍將保持兩位數(shù)增長(zhǎng)。
但基于我國(guó)物位儀表工業(yè)基礎(chǔ)薄弱的現(xiàn)狀，國(guó)內(nèi)過程自動(dòng)化中所需的物位儀表有相當(dāng)部分還依賴進(jìn)口，特別是微波、超聲、磁致伸縮等高端產(chǎn)品，以及機(jī)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(guó)內(nèi)組裝；機(jī)械產(chǎn)品則國(guó)內(nèi)加工部分較多。
2.2國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r
國(guó)外料位儀表早期大多采用機(jī)械原理，但近年來隨著電子技術(shù)的應(yīng)用，逐步向機(jī)電一體化發(fā)展，并且開發(fā)了許多新的檢測(cè)原理，主要有有超生波式，雷達(dá)式，電容式，核輻射式，阻旋式，沖擊振動(dòng)式，重錘式等料位計(jì)。
(1)超聲波式料位計(jì)[2]；超聲波式料位計(jì)是利用聲納原理來測(cè)量料位的。超聲波式和核輻射式料位傳感器多為國(guó)外引進(jìn)產(chǎn)品，如美國(guó)凱瑞公司和馬格尼特公司的超聲波式料位計(jì)，精度可達(dá)0．25級(jí)，德國(guó)E+H公司的DU212和DU21 3，最小盲區(qū)是0．7m，此范圍以內(nèi)不能使用，最遠(yuǎn)距離受聲功率限制，只能測(cè)40m內(nèi)的料位，具體做法是在貯倉(cāng)頂部對(duì)著料面裝有超聲波發(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(jì)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(cè)量空氣溫度以修正聲速。超聲波式料位傳感器適合于測(cè)量粒度較大的塊料料位。測(cè)量精度高，但必須借助于媒介傳播。
(2)電容式料位計(jì)[2]；電容式料位傳感器是采用測(cè)量容器的探頭與容器內(nèi)壁
之間、兩探頭之間或探頭與同心測(cè)量管之間的電容，利用物料介電常數(shù)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)是無可動(dòng)部件，與物料密度無關(guān)，但要求物料的介電常數(shù)與空氣介電常數(shù)差別大，變化的介電常數(shù)在進(jìn)行連續(xù)測(cè)量時(shí)要加以補(bǔ)償，且需用高頻電路。
(3)r射線料位計(jì)[2]；r射線料位計(jì)是利用同位素源向探測(cè)器定向發(fā)射r射線，
若料位低于同位素原，則探測(cè)器得到信號(hào)，表示料空，相反，若庫(kù)內(nèi)料面高于同位素源，探測(cè)器就得不Nr射線的信號(hào)，表示料滿的原理。所以r射線料位計(jì)常用作料位開關(guān)，不用于連續(xù)監(jiān)測(cè)，且存在下射線放射源污染環(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(jì)[2]；這種料位計(jì)的工作原理是控制器中裝有一臺(tái)微電機(jī)， 通過齒輪減速后，使主軸上的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)被測(cè)物料料面上升碰到葉片時(shí)，葉片旋轉(zhuǎn)受阻，停止轉(zhuǎn)動(dòng)，于是過載檢測(cè)機(jī)構(gòu)便圍繞主軸作微量轉(zhuǎn)動(dòng)，使斜板推動(dòng)微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，其中一個(gè)微動(dòng)開關(guān)切斷電機(jī)電源，使電機(jī)停轉(zhuǎn)，并保持此狀態(tài)：另一微動(dòng)開關(guān)發(fā)出料位信號(hào)，使供料作業(yè)停止或報(bào)警。當(dāng)料面下降后，葉片失去阻擋，過負(fù)載檢測(cè)機(jī)構(gòu)依靠彈簧作用返回原來位置，其中一個(gè)微動(dòng)開關(guān)恢復(fù)原來狀態(tài)，使電機(jī)供電回路接通，葉片又開始轉(zhuǎn)動(dòng)：另一微動(dòng)開關(guān)也恢
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