数字图像处理课程设计指导书-2011.doc

图像处理与制版课程设计指导书运城学院机电工程系印刷工程专业2014年8月1. 不要删除行尾的分节符，此行不会被打印运城学院课程设计报告目 录一. 课程设计的目的1二. 设计要求2三. 进度安排3四. 考核及评分标准4五. 课程设计内容与要求5六. 课程设计文档提交与要求15 - 8 -一. 课程设计的目的数字图像处理，就是用数字计算机及其他有关数字技术，对图像进行处理，以达到预期的目的。随着计算机的发展，图像处理技术在许多领域得到了广泛应用，数字图像处理已成为电子信息、通信、计算机、自动化、信号处理等专业的重要课程。数字图像处理课程设计是在学习完数字图像处理的相关理论后，进行的综合性训练课程，其目的是：1、使学生进一步巩固数字图像处理的基本概念、理论、分析方法和实现方法；2、增强学生应用Matlab编写数字图像处理的应用程序及分析、解决实际问题的能力；3、尝试所学的内容解决实际工程问题，培养学生的工程实践能力。二. 设计要求1、按照设计任务书要求，使用Matlab软件独立完成设计任务，鼓励使用C语言编程实现；2、根据设计任务写出设计工作小结，对设计过程所进行的有关步骤进行理论分析，并对完成的设计作出评价，总结自己整个设计工作中的经验教训、收获；3、编写课程设计说明书，说明书必须按照统一格式打印，装订成册，字数一般不少于三千字；三. 进度安排本课程设计时间为4周；序号设计内容所用时间1熟悉Matlab语言，学习使用图像处理工具箱和GUI编程2天2设计实验方案（利用已掌握基本知识、原理，提出设计具体方案，拟订设计步骤，独立完成操作，记录数据，分析结果）l 分析题目，查找相关资料。l 确定方案：流程图、使用工具、基本算法，公式等等。l 进行设计，编写程序代码。4天3上机调试程序，修改并完善设计4天4编写文件、完成设计报告、验收答辩2天合 计2周四. 考核及评分标准课程考核分二部分，第一部分是课程设计完成情况验收成绩，占60%；第三部分为课程设计报告，占40%。课程设计评分基本标准如下表：评 定 项 目评分成绩1设计内容合理、方案正确，具有可行性（30分）2设计结果（软件程序）正确，并要求格式规范，有必要程序注释。（20分）3创新性(10分) 4设计报告规范、分析正确，参考文献充分（30分）5完成的独立性及学习态度的端正性（10分）总分备注：成绩等级：优（90分100分）、良（80分89分）、中（70分79分）、及格（60分69分）、60分以下为不及格。五. 课程设计内容与要求本课程设计包含有6个可选内容，学生需独立完成其中的一个内容。题目一：图像处理软件设计内容及要求：（1）、独立设计方案，实现对图像的2种以上处理（比如：灰度增强、清晰度等等），并至少对其中一种处理方法独立编程实现，不能完全使用工具箱中的函数。（2）、参考photoshop软件，设计软件界面，对处理前后的图像以及直方图等进行对比显示；（3）、将实验结果与其他软件实现的效果进行比较、分析。总结设计过程所遇到的问题。参考方案1、 实现图像处理的基本操作 学习使用matlab图像处理工具箱，利用imread（）语句读入图像，例如image=imread（1ena.jpg），对图像进行显示(如imshow（image）)，以及直方图计算和显示。2、 图像处理算法的实现与显示针对课程中学习的图像处理内容，实现至少三种图像处理功能，例如模糊、锐化、对比度增强。改变图像处理的参数，查看处理结果的变化。自己设计要解决的问题，例如引入噪声，去噪；引入运动模糊、聚焦模糊等，对图像进行复原。3、 参照“photoshop”软件，设计图像处理软件界面可设计菜单式界面，在功能较少的情况下，也可以设计按键式界面，视功能多少而定；参考matlab软件中GUI设计，学习软件界面的设计。题目二：数字水印设计内容及要求：为保护数字图像作品的知识产权，采用数字水印技术嵌入水印图像于作品中，同时尽可能不影响作品的可用性，在作品版权发生争执时，通过提取水印信息确认作品版权。通常情况下，水印图像大小要远小于载体图像，嵌入水印后的图像可能遇到噪声、有损压缩、滤波等方面的攻击。因此，评价水印算法的原则就是水印的隐藏性和抗攻击性。根据这一要求，设计水印算法。（1）、查阅文献、了解数字水印的基本概念。（2）、深入理解一种简单的数字水印嵌入与提取方法。 （3）、能够显示水印嵌入前后的载体图像。（4）、能够显示嵌入与提取的水印。（5）、选择一种以上攻击方法，测试水印算法的鲁棒性等性能。参考方案1、 对水印图像进行编码置乱（可采用伪随机码，提高水印图像的隐蔽性）；2、 对图像进行子图像分解（如8*8），对子块分别进行DCT变换；3、 对DCT系数按照zig-zag排序进行排列，选择一中频系数，对该中频系数相邻的系数进行水印嵌入4、 低通滤波检验水印算法的抗攻击性。5、 设计数字水印的软件界面。题目三：超分辨率重建在视频监控、图像追踪等应用中，由于图像摄取系统的分辨率较低，图像较为模糊，使得目标识别等问题变得困难。现有一幅低分辨率图像，图像大小为500*500，试通过插值技术提高图像分辨率。由于常规的图像插值技术可能导致图像边缘模糊，试设计一种超分辨率重建技术，使得图像边缘尽可能保持较好的陡峭性。要求完成功能：1、在空域中将图像放大2倍，4倍；2、在DCT域放大2倍，4倍；3、在DCT域增强图像高频信息，保持边缘陡峭度；4、若对图像子图像分解后使用DCT，观察增强后的图像是否存在块效应；4、设计软件界面。参考方案1、采用插值技术对图像放大2、考虑到图像较大情况下DCT的计算量较大，将图像分解为若干子图像； 3、在DCT域对图像进行插值放大；4、设计同态滤波器，对高频信号进行增强；5、反变换回空域图像。题目四：对图像进行频谱分析对书上P60页的矩阵进行离散余弦变换给出变换结果。要求完成功能：1、矩阵进行离散余弦变换给出变换结果；2、对分析P61页两幅图像的傅里叶频谱，比较两幅图像的频谱上的差异；题目五：编制灰度图像的层次曲线变换完成P122页1题的内容题目六：数字图像处理系统，1、 完成图像的色彩校正。2、 完成图像的层次校正3、 完成图像的清晰度处理。题目安排如下：基本任务：1组完成题目1或4；2组完成题目2或5；3组完成题目3或6。六. 课程设计文档提交与要求1、设计完成后，要提交相关的文档：1）课程设计报告书(纸质和电子版各一份)； 2）源程序代码（电子版,要求是 *.txt格式）。2、课程设计报告的格式要参考课程设计报告模板的要求编写，要包含以下内容：1）设