图像校正及分割处理软件设计与实现模式识别与智能系统

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1、图像校正及分割处理软件设计与实现《图像分析与模式识别》课程期末大作业报告课程名称：图像分析与模式识别目录图像校正及分割处理软件设计与实现11软件需求11.1操作界面需求分析11.2图像几何校正需求分析11.2ISODATA聚类算法的图像分割需求分析22算法原理及流程图22.1Hough变换22.1.1Hough变换原理22.1.2图像几何校正流程32.2ISODATA算法原理32.2.1ISODATA算法原理步骤32.2.1ISODATA算法流程图53程序设计框图64实验结果及分析74.1图像几何74.1.1支票图像几何校正结果74.1.1支票图像几何校正结果分析84.2图像分割84.2.1图

2、像分割结果84.2.1图像分割结果分析10附录：11附录一：图像几何校正代码11附录一：ISODATA聚类算法图像分割代码11附录一：MATLAB的GUI操作界面代码17《图像分析与模式识别》课程期末大作业报告姓名：赵世瑜学号：2013204067图像校正及分割处理软件设计与实现摘要：设计一种图像几何校正及图像分割处理软件，实现对倾斜支票图像校正为水平，及对已给的图像进行分割。图像几何校正主要通过边缘检测、Hough变换、求倾斜角、图像旋转等算法实现；图像分割采用ISODATA聚类算法实现。实验结果表明，实现了对倾斜支票图像几何校正和对图像的分割功能。关键词：边沿检测；Hough变换、图像旋转

3、、ISODATA算法；图像分割；1软件需求需求分析是指对要解决的问题进行详细的分析，弄清楚问题的要求，包括整个系统所要实现的功能。根据题目，设计需要编写带有操作界面的图像处理软件，功能包含图像几何校和基于ISODATA聚类算法的图像分割。开发工具使用MATLAB。根据MATLAB的特点及需要实现的软件功能，软件需求分析如下：1.1操作界面需求分析软件实现的功能是图像处理，因此操作界面中需要一个按钮，用于选择待处理的图像，称为“图像选择”按钮；选择的原始图像需要在操作界面中显示，因此需要一个用于显示原始图像的坐标控件；由于软件需要实现多功能，需要一个下拉框实现功能的选择；一个开始功能处理的按钮，

4、称为“开始处理”按钮；一个用于显示图像处理结果的坐标控件。最后需要一个退出操作界面的按钮，称为“退出”按钮。1.2图像几何校正需求分析原始图像在拍照时出现了倾斜，需要将图像校正，消除倾斜。通过对图像的观察，图像是一张支票，支票上存在表格。因此想法是通过检测支票表格边框线的倾斜角，就是整张图像的倾斜程度，然后根据这个倾斜角旋转，便可得到校正的水平图像。要检测支票图像表格边框直线。需要对图像的边缘进行检测，图像的边缘检测方法很多，如：sobel算子边缘检测，prewitt算子边缘检测，roberts算子边缘检测，log算子边缘检测，canny算子边缘检测等，由于原图的噪声并不是很严重，因此上面这些

5、边缘检测办法都能胜任，这里使用log算子进行边缘检测，为了适应其它边缘检测方法，本设计需要尽量在改变边缘检测方法时尽可能少地修改代码。边缘检测后，采用Hough变换提取直线，然后在提取的直线上找两个点，计算出直线的倾斜角度。最后根据这个倾斜角度对图像进行旋转。23/19《图像分析与模式识别》课程期末大作业报告姓名：赵世瑜学号：20132040671.2ISODATA聚类算法的图像分割需求分析ISODATA聚类算法的图像分割功能，ISODATA比较复杂，因此主要是ISODATA算法的实现。设计的处理过程是，在操作界面选择了待处理的图像后，选择图像分割功能，点击开始处理按钮后，弹出图像，通过鼠标左

6、键选择聚类中心点，然后按回车键或者单击鼠标右键确认后，调用ISODATA对图像进行分割。2算法原理及流程图设计的功能有图像几何和基于ISODATA聚类算法的图像分割。图像几何校正功能中，采用Hough变换对支票表格边框直线进行检测；ISODATA聚类算法的图像分割功能和核心是ISODATA聚类算法。对其原理及实现的流程图分析如下。2.1Hough变换哈夫变换是利用图像全局特性而直接检测目标轮廓，就可将边缘像素连接起来组成区域封闭边界的一种方法。在预先知道区域形状的条件下，利用哈夫变换可以方便地得到边界曲线而将不连续的边缘像素点连接起来。2.1.1Hough变换原理哈夫变换的基本思想是点-线对偶

7、性。图像变换前在图像空间，变换后在参数空间。在图像空间XY里，所有过点(x,y)的直线都满足方程:y=px+q写成：q=-px+y（1）可以认为代表参数空间PQ中过点(p,q)的一条直线。图1图像空间图2参数空间图像空间的点(xi,yi)和(xj,yj)对应参数空间两条直线，它们的交点(p’,q’)对应图像空间XY中过(xi,yi)和(xj,yj)的直线，这样，图像空间XY中过(xi,yi)和(x