科技图像矢量化软件设计.doc

1、XXX大学邮电与信息工程学院毕业论文说明书论文题目 科技图像矢量化软件设计 学 号 学生姓名 专业班级 指导教师 总评成绩 2016年 5 月 15 日摘要本文主要研究图像的矢量化，矢量化技术在各领域都有着越来越广泛的应用。上个世纪，由于矢量化技术的复杂性、计算机硬件软件的限制，矢量化技术发展缓慢。如今，随着计算机技术的发展，矢量化研究日益成熟，加上矢量图形自身的优越性，矢量化技术将会快速的发展。本文研究的是图像在曲线方面的矢量化，意在使用计算机代替人工查询图表。在各个领域中，查询图表曲线是不可避免的，而人工查询存在很多问题，例如，由于视线误差、测量误差会导致查询数据不准确，其次，人工查询图表

2、、效率低下。所以，使用计算机代替人工查询是必然趋势，使用计算机代替人工测量，效率和查询数据的准确程度将会大大提高。本文是基于MATLAB软件的矢量化研究，介绍了MATLAB 语言的特点,基于MATLAB的数字图像处理环境，介绍了如何利用MATLAB及其图像处理工具箱进行数字图像处理，并通过一些例子来说明利用MATLAB图像处理工具箱进行图像处理的方法。主要论述了利用MATLAB实现图像增强、二值图像分析等图像处理。关键词：矢量化；MATLAB图像；曲线拟合AbstractThis paper mainly studies the technology of vector image.Vecto

3、r technology has more and more extensive application in various field.Last century, due to the complexity of vectorization technology and limitations of computer hardware and software, vectorization technology develop slowly.Nowadays, with the development of computer technology, study on the vectori

4、zation of increasingly mature, with its advantages of vector graphics, vector technology will be rapiddevelopment.This study is the vector of image in the curve, which is intended to use the computer instead of manual query graphs.In each field, query graph curve is inevitable,But there are many pro

5、blems of artificial query.For example, due to the line of sight error,and measurement error will cause the query data is not accurate, secondly, the low efficiency of manual query graphs.Therefore, the use of computer instead of manual query is an inevitable trend,. Using the computer instead of man

6、ual measurement, efficiency and query data accuracy will be greatly improved.This paper is to study the vector based on MATLAB software, using MATLAB toolbox.With a slotted disc spring characteristic curve as an example, introduces the processing method of curve image.Curve image after processing, f

7、inally get the curve fitting equation. then, we can query data through the formula.Keywords: vectorization；MATLAB image,；curve fitting目录摘要1Abstract2第一章 概述41.1图像处理情况简介41.2国内外研究现状51.3使用MATLAB处理图像71.4图像处理在查图中应用15第二章 科技图像矢量化实现方案172.1总体方案172.2主程序17第三章 具体实现方式193.1.图像二值化193.2求坐标比例尺213.3删除坐标轴及坐标网格243.4提取曲线数

8、据263.5曲线拟合28结论32参考文献33致谢34第一章 概述1.1图像处理情况简介计算机储存图像的形式有两种，一是光栅点阵方式，另一种是矢量形式1。矢量形式存储图像具有文件体积小，易于修改，放大缩小不会失真等优点。在科技迅速发展的今天，光栅点阵储存图像因其自身的局限性不能满足需要，例如在地图储存中，为了保证图像的清晰，图像文件会很大，这就给储存和传输带来了不便；在工程图纸方面，使用矢量方式存储可缩短输入图纸修改图纸的时间，大大提高效率；把各类表格以矢量图形式存储，可省去查表的步骤。因此，对科技图像矢量化的研究越来越重要。1.1.1数字图像 数字图像处理（Digital Image Proc

9、essing），就是利用数字计算机或者其他数字硬件，对从图像信息转换而得到的电信号进行某些数学运算，以提高图像的实用性。例如从卫星图片中提取目标物的特征参数，三维立体断层图像的重建等。总的来说，数字图像处理包括点运算、几何处理、图像增强、图像复原、图像形态学处理、图像编码、图像重建、模式识别等。由于计算机处理能力的不断增强，数字图像处理学科在飞速发展的同时，也越来越广泛地向许多其他学科快速交叉渗透，使得图像作为信息获取以及信息的利用等方面也变得越来越重要。目前数字图像处理的应用越来越广泛，已经渗透到工业、医疗保健、航空航天、军事等各个领域，在国民经济中发挥越来越大的作用。MathWorks公司

10、推出的MATLAB软件是学习数理知识的好帮手。应用MATLAB友好的界面和丰富、实用、高效的指令及模块，可以使人较快地认识、理解图像处理的相关概念，逐步掌握图像信号处理的基本方法，进而能够解决相关的工程和科研中的问题。图像是人类获取和交换信息的主要来源，因此，图像处理的应用领域必然涉及到人类生活和工作的方方面面。随着人类活动范围的不断扩大，图像处理的应用领域也将随之不断扩大，已在国家安全、经济发展、日常生活中充当越来越重要的角色,对国计民生的作用不可低估。用计算机进行图像处理和前提是图像必须以数字格式存储。我们把以数字格式存储的图像称为数字图像。数字图像由二维元素组成，每一元素具有一个特定的位

11、置(x,y)和幅值f(x,y)，这些元素就称为像素。但是，数字图像的数据量庞大。故处理需要计算机有足够的内外存空间，而且处理精度越高，所需要储存空间越大。庞大的数据量，对图像的存储、传输和处理都带来了困难2。1.1.2矢量图像矢量图使用直线和曲线来描述图形，这些图形的元素是一些点、线、矩形、多边形、圆和弧线等等，它们都是通过数学公式计算获得的。矢量图也称为面向对象的图像或绘图图像，繁体版本上称之为向量图，是计算机图形学中用点、直线或者多边形等基于数学方程的几何图元表示图像3。矢量图优点：（1）文件小,图像中保存的是线条和图块的信息,所以矢量图形文件与分辨率和图像大小无关,只与图像的复杂程度有关

12、,图像文件所占的存储空间较小。（2）图像可以无级缩放,对图形进行缩放,旋转或变形操作时,图形不会产生锯齿效果。（3）可采取高分辨率印刷,矢量图形文件可以在任何输出设备打印机上以打印或印刷的最高分辨率进行打印输出。矢量图缺点：最大的缺点是难以表现色彩层次丰富的逼真图像效果。相对与数字图像，矢量图像有明显的优势。早在上个世纪70年代，国外就一些公司、大学就花费了大量的人力、物力、财力来研究，但是由于当时计算机理论技术的不成熟，计算机处理速度的限制，扫描技术的制约，矢量化技术研究的进程缓慢。如今，矢量化技术已经有了很好的发展条件，计算机处理速度急剧上升，扫描技术不断完善。矢量化技术将会快速发展。1.

13、2国内外研究现状1.2.1国内研究现状国内在此领域的研究中具有代表性的是清华大学研制的数字图像处理实验开发系统TDBIDK和南京东大互联技术有限公司研制的数字图像采集传输与处理实验软件TDB-IDE系列产品是一款基于TMs320c6000 DSP数字信号处理器的高级视频和图像系统，也是一套DSP的完整的视频、图像解决方案，该系统适合院校、研究所和企业进行视频、图像方面的实验与开发。该软件能够完成图像采集输入程序、图像输出程序、图像基本算法程序。该系统的特点是实现对图像信号的实时分析，图像数据相对DSP独立方便开发人员对图像进行处理，该产品融合DSP和FPGACPLD两个高端技术，可以根据用户的

14、具体需求合理改动，可以分析黑白和彩色信号，可以完成图形显示功能。南京东大互联技术有限公司研制的数字图像采集传输与处理实验软件主要介绍了数字图像的采集、传输与处理的方法。使初学者可利用软件及图像采集与传输设备，采集图像并实现点对点的数字图像传输。可以观察理解多种图像处理技术的效果和差别，其中包括图像的灰度直方图及其变换、锐化、平滑、滤波、伪彩、轮廓提取与增强、图像格式转换及其文件结构。1.2.2国外研究现状目前大量的图像处理软件如PHOTOSHOP，PAINTSHOP等都是基于广告策划和图像修饰处理而设计的应用软件，针对图像处理技术基本知识的理解与掌握以及相关处理方法研究的软件甚少，不适合学习研

15、究使用。随着计算机辅助设计的日益提高和成熟，用于学习与研究的软件也越来越多如美国SouthernIllinois University开发CVIPtools计算机视觉与图像处理实验软件就是专门针对图像处理技术的实验软件，为初学者提供了一个消化理论知识的实验环境。CVIPtools计算机视觉与图像处理实验软件，主要用于计算枫数字图像分析和处理，主要宗旨是让图像处理的初学者、学生、老师和其它研究人员探索计算机数字图像处理的巨大力量。最新Windows版本的CVIPtools提供使用者四种层次应用方式：算法代码层，公共对象模块(组件)界面层，CVIPimage层和图形用户界面(GUI)。最下面的阶层算法代码层主要是基于以前的版本CVIPtools，包括所有的图像、数据处理程序和功能，是用标准c语言写的。最上的阶层为CVIPtoolsGUI，可以让生手实验一些图像处理的工具，而不需具备程序设计的能力。目前国外很多大学、研究院在数字图像处理的实