图像处理空域增强毕业论文

【篇一】计算机论文开题报告

一、选题背景

图像，指的是客观物体在人脑中的自然反映，它是信息传递的重要媒介，以纸张，照片，计算机屏幕等介质呈现出来。现实中，人类大部分的信息都是通过人眼观察的方式取得。五种感官方式中视觉是主要的获取方式。然而，由于光照，噪声，介质形状等多方面因素的影响，在图像的生成和传输过程中，图像会发生质量降低的情况，如对比度偏低，图像明暗不均，几何形变等。因此，需要进行图像处理，以取得符合人们应用需求的图像。数字图像处理，指的是以数学运算为方式，对图像作出的各种加工过程，目的是得到对用户适用的效果⑴。这些过程包括降噪、配准、增强、压缩等，它们与现实中的生产过程是紧密结合的。数字图像处理，起始于1950年代，至1960年代时从计算机学中分离出来，形成独立发展的学问。经过半个多世纪的扩充，现在图像处理的技术基础己经很稳固，在许多社会领域广泛运用。

如气象部门通过对遥感图像的处理，得到更加有效的天气云图，提高了预报的准确性；林业部门通过对航拍图像的分析，评估森林发生火灾险情的可能性；航天部门需要对飞行器传回的图像进行处理才能得到更多更清晰的细节；医疗部门的CT诊断技术采用图像重建技术，获得人体各部位的重建图像，而对X射线图像的处理能突出病变区域的显示效果，让医生得以准确地判断病变区域；在安检领域，对阿尔法射线照射图像的处理，使得包裹内物品的形状和层次更加清晰，利于判断物品类型。现在，数字图像处理技术和流行的技术相结合（如生物技术、人工智能、智能终端等），以后将有更好的发展。数字图像处理按照方式和目标的不同大致分为以下几类：一是提高图像的视觉效果，如增加对比度，色彩变换，几何变换等，本文主要讨论的图像增强就属于这一方面；二是获取图像的特征信息，以满足匹配的需要，如获取边缘信息，颜色特征，纹理特征等；三是图像的压缩编码方面，这是为了减小图像的大小同时一定程度上保证图像质量，使得传送更为容易。从具体方法来看，数字图像处理常用方法有图像变换，图像分割，图像配准，图像增强，图像特征提取等。图像增强，指的是在一定的处理背景下（如整体偏暗，对比度不足等），提升图像上用户感兴趣的部分，同时抑制甚至去除不感兴趣的部分，提升图像区域之间的差异，以突出某些部分的特征的过程。它的目的是提高图像中有用信息的显示效果，使图像更利于机器识别和视觉观察，达到特定的分析目标。

图像增强是整个处理过程中非常关键的'一环，在这个步骤序列中起着承上启下的作用。很多情况下，设备采集到的图像不能直接满足特定的分析需求，需要采用一些图像增强方法对图像进行预处理，处理后的图像再交给业务处理部分。例如，医疗中X射线照射生成的图像可能因为对比度不足而难以识别，可以先进行图像增强处理，再用其他算法标注可能的病灶区域，可以提高诊断准确性。图像增强的主要目的在于两点：一是提升视觉效果，使图像更清晰，人眼观察时更容易获取需要关注的区域；二是使图像的呈现形式更容易被机器处理，通过机器解析出人们想要的信息。例如，军事侦查卫星得到的遥感图像可能经过了伪装处理，其中的重要建筑，车辆等混为一体，不易分清，进行图像增强处理可以突出诸如机场、桥梁、车辆等元素，再对不同时段的遥感图像对比处理，能够更正确完整地观察对方部署的变动情况。图像增强在技术的选取上并不是一劳永逸的，不同的方法有不同的使用情况。

二、研究目的和意义

本文将阐述图像增强的数学基础和一些典型的算法，并提出自己的改进后的方法。本文所做研宄的项目来源为十一五国家科技支撑平台重点项目课题：便携智能阅读器和国家自然科学基金项目（61371142）：基于逆向工程的扭曲文档图像校正技术研宄。前一个项目的产品智能阅读器是本课题的研宄平台，该产品是一款基于文字识别的有声电子阅读产品，主要通过拍照方式获取印刷文字信息，经OCR识别后转换为语音后输出。是为盲人及弱视等人群阅读普通书籍所准备的视听转换工具。借助该产品，盲人可阅读纸质书籍杂志、菜单、说明书等。

图像增强是阅读器处理过程中的重要步骤，包括了灰度增强和位置增强，目的是提高图像的人眼视觉效果和机器处理精确度。后一个项目是前一个的延伸，这个项目通过基于模型的、基于连通域的或基于3D的等各种方法，来实现扭曲文本的校正工作，以达到位置增强的目的。本课题从基于模型的思路出发，提出了一种新的抛物线数学模型，对文本线进行遍历，得到一系列文字的位置点，用位置点的坐标结合模型拟合出文本线，根据文本线与水平线之间的差距进行精确恢复，以得到水平分布的文本行。

三、本文研究涉及的主要理论

图像处理经过半个多世纪的发展，现在在技术基础上己经比较完备。图像增强作为其中的重要部分，也在技术的更新换代中不断地推陈出新，产生新的方法。图像增强方法于二十世纪六十年代为起步时期，它在美国喷气推进实验室获得第一次实用化。实验室人员对航天飞行器传回的图像数据进行了一系列的增强处理，如灰度变换，几何变换等，获得了质量优良的月球表面图像，图像增强技术展示出了强大的应用潜力＂]。此后，该技术又多次用于火星，土星等探测图像的优化工作，赢得了巨大的技术成功。七八十年代，图像增强技术与其它领域结合，步入了快速发展时期。例如，这一时期，图像增强技术用于指纹识别领域，通过提升指纹的生成效果和提取质量，使指纹识别的准确率得以保障，指纹识别因此成为实用化的技术。图像增强也应用于了医疗领域，一方面用在显微镜光学成像，对生成的影像进行了大幅度的视觉优化处理，可以对细胞结构，细菌形状，染色体形状等进行更细致的分析；另一方面，是用在X射线所产生图像的处理上，同样对影像效果有了大幅度的提升1990年代以后，图像增强步入普及民用化时期。由于硬件技术的发展，电脑的处理速度快速增长，制造成本却大致遵循着摩尔定律不断下降。

图像增强技术普遍应用于生产的各个方面，针对于各行各业生产环境的增强方法大大增加了。二十一世纪以后，图像增强研宄的发展又有新的特点，其中包括大数据量，实时性，与互联网技术结合，用户定制需求，与人工智能结合，与智能终端结合等。图像增强的方法按照是否经过变换可分为：空域增强和变换域增强。空域增强是以图像各点的像素值为一般处理对象，通过对像素值的单独的或邻域的公式运算来实现提升显示效果的目的，例如灰度变换就是按照公式对像素值进行一一替换，直方图均衡则按照均衡分布的准则重新安排像素值；变换域增强则不是操作像素值本身，而是令其转换到某一变换域后，根据其在变换域中的分布特点进行针对性的操作，如傅立叶变换是转换到频率域上，小波变换是转换到小波域上。转换后的处理方式有同态滤波，带阻滤波等还有其他一些较独立的方法。如数学形态学方法，它是一种用来解析几何形状的方法，被应用于图像处理中。它包括一些特定的结构元素，通过这些结构元素对图像进行操作，可以提取图像中的对应形状。这样将形状和背景分离开，分别加以强调和抑制处理，可以达到图像的增强效果。

另外，图像增强与其他领域的方法相结合，出现了很多新的处理方法，如与模拟神经信号传递的神经网络算法相结合的新方法，利用神经网络得到一种非线性增强方式，对图像进行直接增强前面提到过，本文提出的方法是以智能阅读器的产品为基础的，产品组成如图。这款产品包括了一个图像采集器和一款配套的软件，采集器通过USB线连接到电脑上，采集到的图像经过软件的识别，生成电子文档，再转化为声音信号播放出来，这样实现文本图像的可读化。该机的便携版是将软件烧录到阅读器内的单片机，实现类似的处理过程，便携式阅读器通过电供电，省去了与电脑连接的过程。这款软件的处理过程大致包括这几个步骤：一是图像采集；二是图像预处理；三是文字识别；四是语音合成。图像增强是预处理步骤屮的一个组成部分，一般来说，排在前面的步骤会影响后续处理的结果，这样图像增强对后面的二值化、版面分析都会有显著影响，所以探究效果更好的增强算法是很有必要的。这种增强的效果既可以体现在图像亮度的针对性提升或削弱，也可以是体现在图像各点位置的调整和校正上，目的都是利于后续的分析步骤。

四、本文研究的主要内容

灰度变换，直方图均衡，中值滤波等方法是图像增强中的典型方法，本文将在概念介绍后首先讲解这些方法。基于小波变换的增强是本文着重探讨的地方，包括了理论和具体方法。另外一部分就是作为视觉增强的几何扭曲校正方法。本文以BMP格式图片为基本图片处理格式，对多种方法进行了实验。实验结果，这种方法处理对比度不理想的图像时，有良好的增强结果。全文共分五章，具体安排如下：

第一章绪论，介绍了图像增强研究的出发点和本文的内容安排。

第二章阐述图像增强现在的发展状况，先是概要地阐述若干经典的方法，如灰度变换，直方图均衡等，然后介绍了现在己有的小波阈值化处理方法，在介绍这些方法的时候会注重数学原理和实现方法的阐述。

第三章介绍了图像增强的程序，包括程序实现的功能和逻辑流程，然后介绍了程序的主要文件和功能函数，最后对部分核心代码进行了分析。

第四章阐述方法的过程。先是本文提出的基于自适应阈值的小波增强方法，对阈值的选取进行了细致的数学分析，然后介绍方法的实现过程。另外，位置增强的方法，具体指针对文本文档的几何扭曲状况，提出一种快速的校正方法，使得图像平直排布，提升了视觉效果。

第五章是实验工作，对新提出的图像增强方法进行了仿真，得到了直观的图像对比和客观的数据表格，并根据一些评判参量对方法进行了评价。

第六章总结，概括讲述本文所作出的研宄工作，分析现有工作的成果和不足之处，为下一步的研究工作做铺塾。

五、写作提纲

摘要3-4

Abstract4

第一章绪论7-10

选题背景7-8

本文的内容安排8-10

第二章研究现状10-21

增强理论简介11-17

灰度变换12-15

直方图均衡15-17

小波变换增强的研究17-21

阈值化的方法17-19

与直方图均衡结合19-21

第三章程序的基本架构21-27

程序简介21-24

程序框架21-23

程序流程23-24

主要文件和功能函数24-25

部分核心代码25-27

第四章增强方法的具体实现27-41

小波变换简介27-32

连续小波变换27-28

离散小波变换28-29

多分辨分析与Mallat算法29-32

基于自适应阈值的增强32-35

用于增强的阈值32-34

用于降噪的阈值34-35

方法流程35

位置增强的扭曲校正方法35-41

原理简析35-36

抛物线模型36-38

类抛物线模型38-39

方法实现39-41

第五章实验结果41-48

基于自适应阈值的增强41-46

扭曲校正方法46-48

第六章总结48-49

课题工作总结48

展望48-49

参考文献49-52

申请学位期间的研宄成果及发表的学术论文52-53

致谢53

六、目前已经阅读的主要文献

略

【篇二】计算机论文开题报告

1：长春广播电视大学毕业设计题目。

2：吉林省森工集团信息化发展前景与规划。

3：吉林省林业设计院网络中心网络改造与发展规划。

4：吉林省林业系统生态信息高速公路构建课题。

二、论文撰写与设计研究的目的：

跟随1946年第一台计算机在美国诞生，人类文明发展到一个崭新的时代。尤其是20世纪后10年，以计算机网络的飞速发展为契机，我们进入了信息时代。人们的生活和工作逐渐以信息为中心，信息时代更离不开网络，任何一个规模企业尤其开始依赖网络，没有网络企业就面临着落后。

吉林省的林业分布十分广泛，以长白山系为主要脉络的山地广泛分布各种森林资源，而作为林业及林业环境的发展，林业生态信息则是一个更为庞大的系统，快捷，准确，合理，系统的采集，处理，分析，存储这些信息是摆在我们面前的十分现实的问题。在信息交流的这个世界中，信息好比货物，我们需要将这些货物（信息）进行合理的处理，其中以硬件为主的计算机网络系统是这些货物（信息）交流的"公路"和"处理厂"，我做这个题目，就是要为它画出一条"公路"和若干"处理方法"的蓝图。

由于森工集团这样的特定企业，其一，它是一个统一管理的企业，具有集团化的特点，网络的构建具有统一性。其二，它又在地理上是一个分散的企业，网络点也具有分散性。然而，分散中还具有集中的特点，它的网络系统的设计就应该是板块化的。从信息的角度来讲，信息的种类多，各种信息的采集传输处理角度也不尽相同，我们在设计的过程中不仅要考虑硬件的地域布局，也要考虑软件平台的配合。

没有，只有更好；更新观念，大步向前。我相信，在导师的精心指导下，经过我的努力，我将为它们创造出一条平坦，宽阔的"高速公路"。

1，论文（设计）研究的对象：

拟订以吉林省林业系统为地理模型，以林业网络综合服务为基本需求，以网络拓扑结构为设计方向，以软件整合为应用方法，开发设计一套完整的基于集散集团企业的企业网络系统。

2，论文（设计）研究预期达到目标：

通过设计，论文的撰写，预期达到网络设计全面化，软件整合合理化，网络性能化，资金应用最低化，工程周期最短化的目标。

3，论文（设计）研究的内容：

一），主要问题：

设计解决网络地域规范与现有网络资源的利用和开发。

设计解决集中单位的网络统一部署。

设计解决多类型网络的接口部署。

设计解决分散网络用户的接入问题。

设计解决远程瘦用户网络分散点的性能价格合理化问题。

设计解决具有针对性的输入设备的自动化信息采集问题。

合理部署网络服务中心的网络平衡。

优化网络服务系统，营造合理的网络平台。

网络安全问题。

基本应用软件整合问题。

二），论文（设计）包含的部分：

1，地理模型与网络模型的整合。

2，企业内部集中部门网络设计。

3，企业内部分散单元网络设计——总体分散。

4，企业内部分散单元网络设计——远程结点。

5，企业内部分散单元网络设计——移动结点。

6，企业网络窗口（企业外信息交流）设计。

7，企业网络中心，服务平台的设计。

8，企业网络基本应用软件结构设计。

9，企业网络特定终端接点设计。

10，企业网络整合设计。

论文（设计）的实验方法及理由：

由于设计的过程并不是工程的施工过程，在设计过程中详尽的去现场建设肯定有很大的难度，也不是十分可行的，那么我们在设计的阶段就应该进行仿真试验和科学计算。第一步，通过小型网络测试软件平台，第二步，构建多个小型网络搭建全局网络模拟环境，第三步，构建干扰源利用小型网络集总仿真测试。

论文（设计）实施安排表：

1、论文（设计）阶段第一周次：相关理论的学习研究，阅读参考文献资料，制订课题研究的实施方案，准备试验用网络硬件和软件形成试验程序表及试验细则。

2、论文（设计）阶段第二周次：开始第一轮实验，进行小型网络构建试验，模拟网络服务中心，模拟区域板块，模拟远程及移动网络。

3、论文（设计）阶段第三周次：进行接口模拟试验，测试软件应用平台，完善课题研究方案。

4、论文（设计）阶段第四周次：完成第一轮实验，提交中期成果（实验报告1）。

5、论文（设计）阶段第五周次：进行第二轮实验，模拟环境（干扰仿真）实验，提交实验报告2。

6、论文（设计）阶段第六周次：完成结题报告，形成论文。

三、论文（设计）实施工具及参考资料：

小型网络环境，模拟干扰环境，软件平台。

吴企渊《计算机网络》。

郑纪蛟《计算机网络》。

陈济彪丹青等《计算机局域网与企业网》。

christianhuitema《因特网路由技术》。

［美］othmarkyas《网络安全技术——风险分析，策略与防火墙》。

其他相关设备，软件的说明书。

1、论文（设计）的创新点：

努力实现网络资源的全面应用，摆脱将单纯的网络硬件设计为企业网络设计的模式，大胆实践将软件部署与硬件设计阶段相整合的网络设计方法。

题目可行性说明及预期成果：

2、可行性说明：

由于题目结合了"吉林省森工集团信息化发展前景与规划""吉林省林业设计院网络中心网络改造与发展规划""吉林省林业系统生态信息高速公路构建课题"，使得题目紧密结合生产实际，于是进行《企业网络设计——基于集散企业的综合网络设计》具有现实意义。

3、预期成果：

形成论文《企业网络设计——基于集散企业的综合网络设计》，完成实验测评报告。

【篇三】计算机论文开题报告

1.题目：购物网站设计与实现

2.主要任务：以PHP为主要制作工具，实现购物网站的用户注册、登录、验证身份及用户数据的采集、物品的预览查询、搜索/查看物品信息以及站内最新物品信息发布并可进入在线下单从而实现网络销售。

3.研究目的：现在网购无法全面取代传统购物渠道，但是网购能够灵活调整运营政策，使它能够满足某一类人特别关注的侧重需求。我长久以来也是以此为出发点，关注网购商机。在此基础上总结出几套网购运营模式，这些网购能更佳的满足某类人侧重需求，对他们来说有强烈的购买理由。我们要做的是进一步积累完善这类网购模式，实践这些网购，赚取利润并积累网购运营经验，在网上购物大发展时机到来时拥有先发优势。

二、调研资料情况

在当前的市场经济环境中，随着科技的进步和技术的发展，网络销售正在健康、飞速的发展，市场的竞争在很大程度上转化为了虚拟客户资源的竞争。从而找到一个好的销售平台、建立一个好的网店已经成为各个店主一项关键任务。同时，当今的市场环境又是一个快速变化的环境，客户的需求在变，对网上购物的需求也相应处于变化之中。如何能快速适应这一变化，提高网上购物流程的工作效率，进行快速定位，也就成为店主需考虑的重要因素。

在铺天盖地的传统销售攻势中，电子商务以其方便、快捷、时尚、触角敏锐而初露峥嵘。在销售旺季宣传人员像蚂蝗一样铺满大街小巷，随处可见行人丢弃的宣传单页时，网上销售却以其视觉冲击力强信息全面更加深入人心，也吸引了更多的消费者。

网下购物是人们延续数千年的习惯，有无数书籍在讨论消费者行为，强调客户体验，并推荐用各种方式方法促进销售，提高顾客满意度和忠诚度。这一切都是基于消费者日常购物时先通过视、听、嗅、味、触五种感官来判断是否应该购买一件商品，然后要在对比不同渠道的同类型商品的价格和售后服务后再做出购买决定这一流程。简单的说，第一步是感官体验，第二步是理性判断。

虽然传统市场中人们也强调货比三家，但姑且不说三家是否足够，仅是在物理位置相隔较远的不同渠道中找到三个同类型、档次的商品进行细致比较的成本就非常高。消费者理性判断的高成本就促使商家着重于满足顾客的感官体验，从而发明了各种营销手段并形成了完善的理论方法体系。客观的说，传统市场中如果消费者不考虑成本的在各种渠道对希望购买的商品进行细致对比并理性判断，大部分商家将失去现有客户。所以网络上急需一个第三方平台来为商家和客户牵线搭桥，来应对网络购物发展的需求。在这种条件下、我将运用自己所学的知识，开发建立一个购物网站。

参考文献：

[1]宋尚平，李兴保。PHP模板引擎Smarty的安装配置及应用实现[J].现代教育技术，2007:9.

[2]邹天思，孙鹏。PHP从入门到精通[M].北京：清华大学出版社，2008.

[3]Michael 权威指南[M].北京：人民邮电出版社，2006.

[4]潘凯华，邹天思。PHP开发实战宝典[M].北京：清华大学出版社，2010.

[5]与MySQL5程

遥感图像增强处理的主要着眼点在于改进图像显示、提高遥感图像的视觉效果和可解译性，使遥感应用者易于从经过增强处理的遥感图像上获得所感兴趣的有用信息，快速实现从遥感数据向有用信息的转化。

从数学意义上理解，任何图像的增强处理都是对图像特征施行某种变换。遥感图像能为视觉感受且可作为参数描述的特征是灰度、颜色、纹理和形状等。增强就是根据图像数据的这些特征参数，结合显示介质和人的视觉系统特点，选择某种从原始图像到增强图像的变换。这种变换在数学上是不难实现的，但是变换结果能否突出有用信息，是否符合实际要求，在很大程度上取决于应用目的及处理者对增强效果的主观判断。目前尚难确定一个普遍适用的统一评价标准，必须结合具体情况考虑需增强的要素，来选择变换参数与变换算法，并通过反复试验，观察变换结果，不断调整，直至满意为止。所以遥感图像增强处理技术水平的提高过程，是理论指导下的实践经验积累，没有理论指导，仅注重实践，必进展迟缓，九事一功。反过来，仅掌握一般的图像增强处理理论，而缺乏有关应用专业的理论素养与丰富经验，则根本无法完成开发与提高遥感图像应用处理技术水平的任务。

遥感图像增强处理技术根据处理空间的不同，可分为基于图像空间的空域方法和基于图像变换的频域方法两大类。图像变换问题已在上章讨论过。空域增强处理主要是直接在灰度值上进行。每次对单个象元进行灰度增强处理称为点处理；对一个象元周围的小区域子图像进行处理，称为邻域处理或模板处理。此外，根据图像处理的范围又可将增强处理技术分为全局（整幅图像）处理和局部（部分图像）处理两种。后来，随着彩色图像的广泛应用，发展了许多针对彩色图像的增强处理方法，故又有灰度图像和彩色图像增强之分。总之，可采用的增强处理方法和算法很多，本章主要对应用较广泛的遥感图像空域处理技术加以剖析，并顺便对频域的滤波处理技术做些简要介绍。

滤波只是一种手段，图像复原和图像增强都会用到。空域是一种直接增强方式，对图像灰度空间进行操作。频域是一种间接增强方式，比如滤除高频噪声等。

利用数字图像处理技术可以将图像中感兴趣部分加以强调，对不感兴趣的部分予以抑制，强调后的部分对使用者更为清晰，甚至能给出一定的数量分析或不同颜色的表示。这种技术常称为图像增强。图像复原是通过图像滤波实现的。

图像增强和复原应用：

图像增强和复原，是为了使图像经过处理，获得更适于应用的效果，在图像通信、图像显示等领域得到广泛的应用。在实际应用中，由于原始图像不能满足理想的要求，例如照度很不均匀，图像某些部分过亮，某些部分过暗。

不同时刻获得的摄像机图像，平均亮度相差过大；运动物体在拍摄中有些移动，以及图像本身中混有受干扰的条纹及噪声亮点等。图像增强和复原是作为图像预处理的一个重要环节。

图像增强与复原的研究是一个长期的任务。至今为止，理论和技术上还有很多困难。这主要是多项质量指标要求难以同时兼顾。例如消除了图像中的噪声，同时又降低了图像的清晰程度。为此人们正致力于研究许多质量指标都能兼顾的最优方法。