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将客观世界实体或图片等通过不同的量化(数字化)手段送入计算机，由计算机按使用要求进行图像的平滑、增强、复原、分割、重建、编码、存储、传输等种种不同的处理，需要时把加工处理后的图像重新输出，这个过程称为图像处理。因此，图像处理的含义是用计算机对图像进行加工处理以得到某种预期的效果，它本质上是一种二维数字信号处理技术。 http://www.paper51.com 1. 图像处理的基本内容 copyright paper51.com
图像处理的基本内容可以归结为： http://www.paper51.com
1. 对图像进行增强或修改。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 以改变或强调图像信息的某些特点(增强有用信息，无用信息)，改善图像的视觉质量； copyright paper51.com 2. 描述图像的特征并进行特征抽取和分析。 copyright paper51.com 例如提取图像的纹理特征、频谱特征、边界特征和颜色特征等；对像素用某个标准衡量并进行分类比较，将抽取的特征归结为一定的模式，这属于模式识别的范围； 内容来自www.paper51.com
3. 图像的重建(Reconstruction)。 http://www.paper51.com 对图像的某些部分合并或进行重新组织，这种技术是从N—1维的信息用某种算法得到N维的图像，例如计算机视觉就是这样的一种技术。 内容来自www.paper51.com 2. 主要的图像处理技术2.1 图像的增强和恢复 http://www.paper51.com 图像增强所追求的目标是改善图像的视觉质量，符合人们的主观要求，它不追究图像客观质量的降低原因。图像的视觉质量是因人而异的，其质量的高低和好坏受观看者的心理、爱好和文化素质等因素的影响。图像的恢复则致力于探索图像质量降低的原因，并尽可能消除图像质量的降低，恢复图像的本来面目。 copyright paper51.com 2.2 图像的压缩编码 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 彩色数字图像通常是由三个二维数组组成的，其信息量相当大，这给图像的传输、处理、存储和显示等带来很大的负担。但问题的另一方面是图像中又往往存在很多冗余信息，在传输和存储时可以对数字图像进行一定方式的编码，删除图像中的冗余信息，以提高图像传输和存储的效率。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 2.3 图像重建 copyright paper51.com 在医学和工程应用中，利用超声波、x射线等技术取得物体的多幅来自不同角度的投影图，通过计算可得到物钵内部的图像，这种技术称为投影重建，例如CT就是图像重建的一个应用。 http://www.paper51.com 2.4 图像的分割和描述 http://www.paper51.com 计算机按照一定的客观测度(例如灰度、颜色和几何性质等)将图像中包含的物体和区域从图像中区分出来，称为图像的分割。用适当的数学语言来表示被分割出来的物体或区域的结构和统计特性，或用数学语言表示区域问的关系，称为描述。图像经分别和描述后，可较为容易地分类和识别。 paper51.com 第二节 图像格式－BMP格式 内容来自www.paper51.com
BMP(Bitmap-File)图形文件是Windows采用的图形文件格式，在Windows环境下运行的所有图像处理软件都支持BMP图像文件格式。Windows系统内部各图像绘制操作都是以BMP为基础的。Windows 3.0以前的BMP图文件格式与显示设备有关，因此把这种BMP图像文件格式称为设备相关位图DDB(device-dependentbitmap)文件格式。Windows3.0以后的BMP图像文件与显示设备无关，因此把这种BMP图像文件格式称为设备无关位图DIB(device-independentbitmap)格式，目的是为了让Windows能够在任何类型的显示设备上显示所存储的图像。BMP位图文件默认的文件扩展名是BMP或者bmp（有时它也会以.DIB或.RLE作扩展名）。 http://www.paper51.com l 文件结构 内容来自www.paper51.com
位图文件可看成由4个部分组成：位图文件头(bitmap-file header)、位图信息头(bitmap-information header)、彩色表(color table)和定义位图的字节阵列，它具有如下所示的形式。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 位图文件的组成 paper51.com
结构名称 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 符号 http://www.paper51.com 位图文件头 paper51.com (bitmap-file header) copyright paper51.com BITMAPFILEHEADER http://www.paper51.com
bmfh paper51.com 位图信息头 内容来自论文无忧网 www.paper51.com (bitmap-information header) http://www.paper51.com
BITMAPINFOHEADER 内容来自www.paper51.com bmih http://www.paper51.com 彩色表(color table) paper51.com RGBQUAD 内容来自论文无忧网 www.paper51.com aColors[] 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 图象数据阵列字节 内容来自www.paper51.com BYTE paper51.com aBitmapBits[] paper51.com 第三节 算法及数学基础1.霍夫变换（Hough Transform） http://www.paper51.com 霍夫变换是图像处理中从图像中识别几何形状的基本方法之一。其基本思想就是把图像平面上的点对应到参数平面上的曲线，最后通过统计特性来解决问题。自1962年Hough公布了该算法以来，由于其良好的抗噪声性能和对部分遮盖的不敏感等特性，霍夫变换在模式识别领域得到广泛的应用，如直线、圆、椭圆、矩形等几何图形检测，任意形状区域的边界提取，二维或三维运动的参数估计等。 http://www.paper51.com 下面就于本论文相关的直线和圆的识别进行简单的介绍。 http://www.paper51.com 1.1 霍夫变换识别直线 copyright paper51.com 霍夫变换识别直线，是将图像空间中的一点变换为参数空间中的一条直线。图像空间中同一直线上的点，经霍夫变换所形成的直线相交于参数空间中的一点，该点坐标代表图像空间中直线的斜率及截距。利用累加数组累计参数空间中通过该点的直线条数，即代表图像空间中直线上的点数。 内容来自www.paper51.com
copyright paper51.com 图2.4.1 霍夫变换识别直线（1） http://www.paper51.com 设已知一黑白图像上画了一条直线，要求出这条直线所在的位置。我们知道，直线的方程可以用来表示，其中k和b是参数，分别是斜率和截距。过某一点的所有直线的参数都会满足方程。即图像空间中的一点确定了参数空间中的一族直线。方程在参数k--b平面上是一条直线。这样，图像x--y平面上的一个前景像素点就对应到参数平面上的一条直线。 内容来自www.paper51.com 霍夫变换识别直线的算法描述如下： paper51.com Step1.初始化一块缓冲区，对应于参数平面，将其所有数据置为0。 paper51.com Step2. 对于图像上每一前景点，求出参数平面对应的直线，把这直线上的所有点的值都加１。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com Step3.找到参数平面上峰值点的位置，这些位置的坐标就是原图像上直线的参数，每个位置对应于原图像上的一条直线。 http://www.paper51.com 上面是霍夫变换识别直线的基本思想。在实际应用中，形式的直线方程没有办法表示x=c形式的直线（这时候，直线的斜率为无穷大）。所以实际应用中，是采用参数方程： copyright paper51.com
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这样，图像平面(x, y)空间上的一个点就对应到参数空间中的一条正弦曲线上。在变换后的空间中这条正弦曲线上的任意一点对应于原始图像平面(x,y)空间的一条直线，这条直线必通过这个点，而(x, y)空间中所有共线的点经过变换后所对应的各正弦曲线都相交于一点。 http://www.paper51.com
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