计算机图形学课程设计---基本图像处理功能软件包的设计.doc

计算机图形学课程设计 课题名称 ： 基本图像处理功能软件包的设计 专业： 信息与计算科学 姓名： 汪媛 113 组内成员： 左梦冰 赖婷婷 胡小燕 曹娟 汪丽丽 万李园 指导老师： 蒋先刚老师 时间： 2012年6月20日 目 录 一、理论背景 3 二、课题目的 3 三、系统开发环境 3 四、经典边缘检测算法分析 4 1、Roberts算子 4 2、Krisch边缘检测算子 5 3、 Sobel边缘算子和Prewitt边缘算子 6 五、图像处理几何变换算法分析 7 1、矩形图像变三角形 7 2、矩形图像变菱形 8 3、矩形变为圆及半圆 9 4、扩散效果 10 六、总结 10 七、参考文献 10 八、代码附录： 11 1、Robert算子 11 2、Kirsch 算子 11 3、GaussLaplace算子 14 4、矩形变三角形 15 5、矩形变圆 15 6、矩形变菱形 16 7、灰度化 17 8、反色 17 9、二值化腐蚀 18 计算机图形学课程设计报告 一、理论背景 图像处理就是对图像信息加工以满足人的视觉心理或应用需求的方法。图像处理方法有光学方法和电子学方法。从20世纪60年代起随着电子计算机和计算技术的不断提高和普及，数字图像处理进入了高速发展时期，而数字图像处理就是利用数字计算机或其它的硬件设备对图像信息转换而得到的电信号进行某些数学处理以提高图像的实用性。 图像处理在遥感技术，医学领域，安全领域，工业生产中有着广泛的应用，其中在医学应用中的超声、核磁共振和CT等技术，安全领域的模式识别技术，工业中的无损检测技术尤其引人注目。 计算机进行图像处理一般有两个目的：(1)产生更适合人观察和识别的图像。(2)希望能由计算机自动识别和理解图像。数字图像的边缘检测是图像分割、目标区域的识别、区域形状提取等图像分析领域的重要基础，图像处理和分析的第一步往往就是边缘检测。 物体的边缘是以图像的局部特征不连续的形式出现的，也就是指图像局部亮度变化最显著的部分，例如灰度值的突变、颜色的突变、纹理结构的突变等，同时物体的边缘也是不同区域的分界处。图像边缘有方向和幅度两个特性，通常沿边缘的走向灰度变化平缓，垂直于边缘走向的像素灰度变化剧烈。根据灰度变化的特点，图像边缘可分为阶跃型、房顶型和凸缘型。 二、课题目的 本课题的目的是从理论上对几种经典的边缘检测算法（Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子、Krisch算子、高斯-拉普拉斯算子）进行分析，并用Delphi实现这些算法。最后，通过实例图像对不同边缘检测算法的效果进行分析，找出各种算法的适用范围。通过本课题的研究可以为以后进一步学习数字图像处理打好基础，提高学生的独立工作能力和编程能力。 三、系统开发环境 开发工具： 边缘的锐利程度由图像灰度的梯度决定。梯度是一个向量，?f指出灰度变化最快的方向和变化量。 (1) 梯度大小由 （2） 确定。而梯度方向则由 (3) 确定。 因此最简单的边缘检测算子是用图像的垂直和水平差分来逼近梯度算子： (4) 因此当我们寻找边缘的时候，最简单的方法是对每一个像素计算出（4）的向量,然后求出它的绝对值。利用这种思想就得到了Roberts算子： (5) 其中f(x,y)是具有整数像素坐标的输入图像。 处理前 处理后（Roberts算子） 2、Krisch边缘检测算子 根据前面对该算法的分析得到的方法在具体实现中我使用了Kirsch (LPSTR lpDIBBits, LONG lWidth, LONG lHeight)函数。算法实现分为以下几步： （1）（a）设置一个一维数组来保存第一个模板的模板参数，进行第一次模板操作并把得到的图像存在缓存1中。(b)重新设置模板参数,进行模板操作并把得到的图像存在缓存3中。 （2）求两副缓存图像的最大值： (a)指向缓存图像1倒数第j行，第i个像素的指针 lpDst1 = (char *)lpNewDIBBits1 + lWidth * j + i; (b)指向缓存图像2倒数第j行，第i个像素的指针 lpDst2 = (char *)lpNewDIBBits2 + lWidth * j +