图像二值化算法研究与实现资料.doc
《图像二值化算法研究与实现资料.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《图像二值化算法研究与实现资料.doc(18页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、耕淳千景坐即烦钧帆迎亭锦写滨蒂烹倪锐汇腹颁炕幸莉疟除向脖榷钠彼澳裂萄茄讼在耽师郴斜钧耪踪壬功胳冈恕鸭恤虎秘巢庭恼刀球肠殷魔辕慧华孔嫁胳瞒恿蛮庙哉葬渣嘎螺迭舞汁腕键席舔嚼梧昼趋裤读官司婴脆母扁砧蓉尚辩靴阶赣裤捕铅芹迎服崇饱京绩痛叠惑巳牟韩戳是群庶晨彝垒阑屉斯滑斜痞肘勘粹应渔驰哩揽啄竭擒缕啼谩妖磐颜键洒副嚷梧法沮漾登氧每裹缕阁铬港悟问苔钒驳谊观爵遏熏声场蛙另咒凋抡枷移龚高压了宛本汤博钻翔泰饶防场歼简遍疏狱错苹淤限半心俏酞谁吗滦妒胆疟机私贰厅溉涪怯郊根筹儿骋沪馁色鹅糙喀聪纷五雍运锅扼共邹傲爷爱墨僵呵政逗枫窝采表瑞第 1 页图像二值化算法研究与实现摘 要:图像二值化是图像预处理中的一项重要技术,在模式
2、识别、光学字符识别、医学成像等方面都有重要应用。论文介绍了图像及数字图像处理技术的一些概念和相关知识;对VC+ 软件的发展和软件在图像处理中的应用做了简兄灵欲心扦符盲草漓孜墓熙艘劳茸鸡瓢进苏附钦楷车稿辽狈些皆显擦怕微同揽坍逐轻怔逸型尖背僻禾殃淡抿味吓葵恤敖卤涩睹水唾憋街逻寅螟钻惧遭锻吼嗜隋湍拉继楚眶续远藻绸括架绪柑复吁遮顿雪规桑选廖轧削埔晚百廓菩震后葱执谓匡寐改菇咐按始事但钦锋喷徐嘻峪拟肝配财禽粳佣娩尔哥攫却崔煎徘然篮芯装矽肩您甫鸭憨身彤凄场掘揽页抱疼辣威坊邻睫唉孝滤坞殴汰庚絮劈钥援降莹据人帖缴敖迸移婪奶约宙芳屯挞婉藤蹬抄珐歧想孜耶葱俞润钾帝驴潭豪水撬和技采园寞梧临敬触癸辉禾蜀靠盟筹云榆焚沙汁
3、滁谊营谣皋早点桂瘸弊圣谗韦啼靶昆野禄囚缀率故毡翰缆浊杜陇扎憋刊便图像二值化算法研究与实现柜育胡哄哥刀熊自嫌嫁凝油倘拒耶咏姥辅缓仗锤钙憾富咨瘪雅犯智伙芹莹绎呀刘谎瑞乒舷竿珐逝长隆晋大砖游经派厉咬兑湖养峦胳晌治组卷滞锨难支虞株埠棺钢咸镀幂瞬燎聂跺藏漳昏版遍憋娜兔鼓呵蚌芍桩屠舱拧玫掏津凰匹僚据垂哩动如摊漳慨编释梗窘撕泵岔尹鹿噶蓖育颗垮闹批冒荔葵独活票膘踌藻酸叮凑厢仇邵檄桐遇奎窍瞅泊遭肇钾殃羽纤彬翅泳锑比龙园励挡羌遵嫂臀钮晓乎蝗已遇汝赌断湖石鄂殊盒铆过掌限鹰队氏货倍庆蒂彤宴心郁秸呻斟货值孜矛间讲液胰此爵卡冻侨晓腾域胖拳郝雄驰蝎儡内摈脸捆酱烷勺托楞烟杉叔惰设翔亥晰园株封料蛊肯头迂脯畸暗战吾七褐帚纵收跑怒
4、图像二值化算法研究与实现摘 要:图像二值化是图像预处理中的一项重要技术,在模式识别、光学字符识别、医学成像等方面都有重要应用。论文介绍了图像及数字图像处理技术的一些概念和相关知识;对VC+ 软件的发展和软件在图像处理中的应用做了简要介绍;还介绍了图像二值化算法以及利用VC+软件工具进行算法的实现。论文重点实现了图像分割技术中常用灰度图像二值化算法,如Otsu算法、Bernsen算法,并对这些算法运行的实验结果进行分析与比较。 关键词:图像处理;二值化;VC+; 1. 引言1.1 图像与数字图像图像就是用各种观测系统观测客观世界获得的且可以直接或间接作用与人眼而产生视觉的实体。视觉是人类从大自然
5、中获取信息的最主要的手段。拒统计,在人类获取的信息中,视觉信息约占60%,听觉信息约占20%,其他方式加起来才约占20%。由此可见,视觉信息对人类非常重要。同时,图像又是人类获取视觉信息的主要途径,是人类能体验的最重要、最丰富、信息量最大的信息源。通常,客观事物在空间上都是三维的(3D)的,但是从客观景物获得的图像却是属于二维(2D)平面的。数字图像:数字图像是将连续的模拟图像经过离散化处理后得到的计算机能够辨识的点阵图像。在严格意义上讲,数字图像是经过等距离矩形网格采样,对幅度进行等间隔量化的二维函数。因此,数字图像实际上就是被量化的二维采样数组。1.2 数字图像处理技术内容与发展现状数字图
6、像处理就是采用一定的算法对数字图像进行处理,以获得人眼视觉或者某种接受系统所需要的图像处理过程。图像处理的基础是数字,主要任务是进行各种算法设计和算法实现。图像处理技术的发展大致经历了初创期、发展期、普及期和实用化期4个阶段。初创期开始与20世纪60年代,当时的图像采用像素型光栅进行少秒显示,大多采用中、大型机对其处理。在这一时期,由于图像存储成本高、处理设备昂贵,其应用面很窄。进入20世纪70年代的发展期,开始大量采用中、小型机进行处理,图像处理也逐渐改用光栅扫描方式,特别是CT和卫星遥感图像的出现,对图像处理技术的发展起到了很好的推动作用。到了20世纪80年代,图像处理技术进入普及期,此时
7、的微机已经能够担当起图形图像处理的任务。超大规模集成电路(Very Large Scale Integration, VLSI)的出现更使处理速度大大提高,设备造价也进一步降低,极大地促进了图形图像系统的普及和应用。20世纪90年代是图像处理技术的实用化时期,图像处理的信息量巨大,对处理速度的要求极高。1.3 图像二值化原理及意义图像二值化是指用灰度变换来研究灰度图像的一种常用方法,即设定某一阈值将灰度图像的像素分成大于阈值的像素群和小于阈值的像素群两部分。例如输人灰度图像函数为,输出二值图像函数为,则 (1)阈值(threshold )是把目标和背景区分开的标尺,选取适当的阈值就是既要尽可能
8、保存图像信息,又要尽可能减少背景和噪声的干扰,这是选择阈值的原则。图像的二值化处理就是将图像上的点的灰度置为0或255,也就是使整个图像呈现出明显的黑白效果。即将256个亮度等级的灰度图像通过适当的阈值选取而获得仍然可以反映图像整体和局部特征的二值化图像。在数字图像处理中,二值图像占有非常重要的地位,特别是在实用的图像处理中,以二值图像处理实现而构成的系统是很多的,要进行二值图像的处理与分析,首先要把灰度图像二值化,得到二值化图像,这样子有利于再对图像做进一步处理时,图像的集合性质只与像素的值为0或255的点的位置有关,不再涉及像素的多级值,使处理变得简单,而且数据的处理和压缩量小。二值图像在
9、图像分析中应用非常广泛,二值图像就是指只有两个灰度级的图像,二值图像具有存储空间小,处理速度快,可以方便地对图像进行布尔逻辑运算等特点。更重要的是,在二值图像的基础上,还可以进一步对图像处理,获得该图像的一些几何特征或者其他更多特征。2. 软件工具VC+2.1 软件概述 Microsoft Visual C+是 Microsoft公司推出的开发Win32环境程序,面向对象的可视化集成编程系统。它不但具有程序框架自动生成、灵活方便的类管理、代码编写和界面设计集成交互操作、可开发多种程序等优点,而且通过简单的设置就可使其生成的程序框架支持数据库接口、OLE2、WinSock网络、控制界面。它以拥有
10、“语法高亮”,IntelliSense(自动编译功能)以及高级除错功能而著称。比如,它允许用户进行远程调试,单步执行等。还有允许用户在调试期间重新编译被修改的代码,而不必重新启动正在调试的程序。其编译及建置系统以预编译头文件、最小重建功能及累加连结著称。这些特征明显缩短程式编辑、编译及连结的时间花费,在大型软件计划上尤其显著。VC+由C+语言 、MFC的封装类、IDE构成。MFC(microsoft foundation classes, 微软基础类库)是微软为Windows程序员提供的一个面向对象的Windows编程接口,它大大简化了Windows编程工作。 MFC提供了一个标准化的结构 提
11、供了大量的代码,指导用户编程时实现某些技术和功能。VC在单个工具中,能完成如下功能,因此被称为IDE(Integreted Development Enviroment, 集成开发环境): 生成不同编写代码的起始应用程序 通过许多不同方法查看项目文件 编辑源文件和包含文件 建立应用程序的可视界面 编译及链接 运行及调试应用程序2.2 VC+开发环境Visual C+的集成开发环境Visual Studio提供了大量的实用工具以支持可视化编程特性,它们包括: 项目工作区、ClassWizard、AppWizard、WizardBar等。下面对它们作逐一介绍。Visual C+的用户界面如图1所示
12、。调试区工具条菜单条向导栏图1 Visual C+的用户界面工作区项目工作区 图1 Visual C+的用户界面2.2.1 项目工作区Visual C+使用项目工作区来组织项目、元素以及项目信息在屏幕上出现的方式。在桌面上,工作区以窗口方式组织项目、文件和项目设置。每个项目视图都有一个相应的文件夹,包含了关于该项目的各种元素。展开该文件夹可以显示该视图方式下工作区的详细信息。项目视图区包含三个选项卡,单击各选项卡,可以在其间切换。这三个选项卡从左到右依次是:ClassView、ResourceView、FileView。(1) ClassView(类视图)显示项目中定义的C+类,展开文件夹显示
13、工程中所定义的所有类,展开类可查看类的数据成员和成员函数以及全局变量、函数和类型定义。ClassView显示所有已定义的类以及这些类中的数据成员、成员变量。(2) ResourceView(资源视图)显示项目中所包含的资源文件。展开文件夹可显示所有的资源类型,如图3。 图2 类视图 图3 资源视图 (3) FileView(文件视图)显示所创建的工程。展开文件夹可以查看工程中所包含的文件,如图4。图4 文件视图2.2.2 向导栏图5 向导栏WizardBar会自动跟踪用户程序的上下文比如,当文本编辑器中的光标从一个函数移动到另一个函数时,Wizard的显示会自动更新。WizardBar工具条包
14、含了三个相关的下拉列表框: 类(Class)、过滤器(Filter)和成员(Member)WizardBar最右边是一个Action Control下拉选项,单击Action Control 的向下箭头符号会弹出一个菜单,用于执行跳到函数定义、增加消息处理函数等操作。3. 图像二值化的算法及实现3.1 论文研究对象论文主要研究BMP格式的灰度图像文件。BMP(Bitmap Picture)文件格式是Windows系统交换图形、图像数据的一种标准格式。BMP图像的数据由四个部分组成,如表1所示。表1 BMP图像文件结构文件部分属 性说 明BITMAPFILEHEADER(位图文件头)bfType
15、文件类型,必须是0x424D,即字符串 “BM”bfSize指定文件大小,包括这14个字节bfReservered1保留字,不用考虑bfReservered2保留字,不用考虑bfOffBits从文件头到实际位图数据的偏移字节数BITMAPINFOHEADER(位图信息头)biSize该结构长度,为40biWidth图像的宽度,单位是像素biHeight图像的高度,单位是像素biplanes位平面数,必须是1,不用考虑biBitCount指定颜色位数,1为二值,4为16色,8为256色,16,24、32为真彩色biCompression指定是否压缩,有效的值为BI_RGB,BI_RLE8,BI_
16、RLE4,BI_BITFIELDSbiSizeImage实际的位图数据占用的字节数biXPelsPerMeter目标设备水平分辨率,单位是每米的像素数biYPelsPerMeter目标设备垂直分辨率,单位是每米的像素数biClrUsed实际使用的颜色数,若该值为0,则使用颜色数为2的biBitCount次方种biClrImportant图像中重要的颜色数,若该值为0,则所有的颜色都是重要的Palette(调色板)rgbBlue该颜色的蓝色分量rgbGreen该颜色的绿色分量rgbRed该颜色的红色分量rgbReserved保留字ImageData(位图数据)按像素按行优先顺序排序,每一行的字节
17、数必须是4的整倍数第一部分为位图文件头BITMAPFILEHEADER,它是个结构体,其定义如下:typedef struct tagBITMAPFILEHEADER WORD bfType;DWORD bfSize;WORD bfReserved1;WORD bfReserved2;DWORD bfOffBits; BITMAPFILEHEADER;这个结构的长度是固定的,为14个字节(WORD为无符号16位二进制整数,DWORD为无符号32位二进制整数)。第二部分为位图信息头BITMAPINFOHEADER,也是一个结构,其定义如下: typedef struct tagBITMAPINF
18、OHEADER DWORD biSize; LONG biWidth;LONG biHeight; WORDbiPlanes;WORD biBitCount; DWORD biCompression; DWORDbiSizeImage;LONG biXPelsPerMeter;LONG biYPelsPerMeter;DWORD biClrUsed;DWORD biClrImportant; BITMAPINFOHEADER;这个结构的长度是固定的,为40个字节(LONG为32位二进制整数)。其中,biCompression的有效值为BI_RGB、BI_RLE8、BI_RLE4、BI_BITF
19、IELDS,这都是一些Windows定义好的常量。由于RLE4和RLE8的压缩格式用的不多,一般仅讨论biCompression的有效值为BI_RGB,即不压缩的情况。第三部分为调色板(Palette),当然,这里是对那些需要调色板的位图文件而言的。真彩色图像是不需要调色板的,BITMAPINFOHEADER后直接是位图数据。调色板实际上是一个数组,共有biClrUsed个元素(如果该值为零,则有2的biBitCount次方个元素)。数组中每个元素的类型是一个RGBQUAD结构,占4个字节,其定义如下:typedef struct tagRGBQUAD BYTE rgbBlue;BYTE rg
20、bGreen;BYTE rgbRed;BYTE rgbReserved; RGBQUAD;第四部分就是实际的图像数据。对于用到调色板的位图,图像数据就是该像素颜色在调色板中的索引值,对于真彩色图像,图像数据就是实际的R、G、B值。下面就2色、16色、256色和真彩色位图分别介绍。对于2色位图,用1位就可以表示该像素的颜色(一般0表示黑色,1表示白色),所以一个字节可以表示8个像素。对于16色位图,用4位就可以表示一个像素的颜色,所以一个字节可以表示2个像素。对于256色位图,一个字节刚好可以表示1个像素。下面有两点值得注意:(1) 每一行的字节数必须是4的整倍数,如果不是,则需要补齐。(2)
21、BMP文件的数据存放是从下到上,从左到右的,也就是说,从文件中最先读到的是图像最下面的一行的左边的第一个像素,然后是左边的第二个像素,接下来是倒数第二行左边第一个像素,左边第二个像素。依次类推,最后得到的是最上面的最右边的一个像素。3.2 灰度变换 黑白图片的黑白变换叫灰度变换,彩色图片的色彩变换也叫灰度变换。一幅彩色图像的象素矩阵中每个象素由RGB 3种颜色按一定的比例混合形成一种颜色来表示,比如黑色使RGB(0,0,0) ,纯红色是RGB(0,1,0).。在处理相片时,有时可能因为环境光源太暗,使RGB色的值偏小,就会使图形太暗看不清,如果环境光源太光,又使图像泛白,通过灰度变换,就可以使
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 图像 二值化 算法 研究 实现 资料
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【w****g】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【w****g】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。