2019年整理数字图像处理及算术编码

学校代码： 10128 学 号：

数字图像处理课程设计

题 目： 数字图像处理及算术编码

（或DCT压缩编码）仿真实现

学生姓名：

学 院： 信息工程学院 系 别： 电子信息工程系 专 业： 电子信息工程 班 级： 电子09-2班 指导教师： 韩建峰 辛莉

2012 年 12月 17 日

数字图像处理课程设计

1、课程设计目的

通过本课程设计使学生了解数字图像的基本概念，掌握数字图像处理的基本内容，如图像点运算、几何变换、增强处理、图像复原、边缘检测以及图像压缩等的基本原理和Matlab实现方法。 通过本次课程设计，让学生掌握如何学习一门语言，如何进行资料查阅搜集，如何自己解决问题等方法，养成良好的学习习惯。扩展理论知识，培养学生的综合设计能力。 2、课程设计内容

2.1 图像处理基本功能

1）数字图像的变换：普通傅里叶变换(ft)与逆变换（ift）、快速傅里叶变

换（fft）与逆变换(ifft)、离散余弦变换（DCT），小波变换。 2) 数字图像直方图的统计及绘制等； 2.2 图像处理综合功能

1）图像平滑算法程序设计： 2）DCT压缩（保留不同系数），要求显示原图像、压缩后图像的文件大小、压缩比或算术编码压缩

3、 课程设计的一般步骤

1）选题与搜集资料：选择课题，进行系统调查，搜集资料。 2）分析与设计：根据搜集的资料，进行功能分析，并对系统功能与模块划分等设计。

3）程序设计：运用掌握的语言，编写程序，实现所设计的功能。 4）调试与测试：自行调试程序，同学之间交叉测试程序，并记录测试情况。

5）验收与评分：指导教师对每个成员开发的程序进行综合验收，结合设计报告，根据课程设计成绩的评定方法，评出成绩。

4、要求

4.1总体要求 1、要充分认识课程设计对培养自己的重要性，认真做好设计前的各项准备工作。尤其是对编程软件的使用有基本的认识。

2、既要虚心接受老师的指导，又要充分发挥主观能动性。结合课题，独立思考，努力钻研，勤于实践，勇于创新。

3、独立按时完成规定的工作任务，不得弄虚作假，不准抄袭他人内容，否则成绩以不及格计。

4、在设计过程中，要严格要求自己，树立严肃、严密、严谨的科学态度，必须按时、按质、按量完成课程设计。 4.2 课程设计报告的内容及要求

在完成课题验收后，学生应在规定的时间内完成课程设计报告一份，报告的内容和要求如下：

1．目的与要求

这部分主要说明本课程设计的目的、任务和要求； 2．设计的内容

根据指导书的讲述，介绍系统中所设计的主要功能和原理方法； 3．各个功能的实现程序及结果

附各个功能的实现程序，需要在程序中做适当的注释，附处理前后效果图。

5．测试和调试

按课程设计要求，选用多幅图像（自己的照片）对程序进行测试，并提供系统的主要功能实现的效果图。并在调试中发现的问题做说明。 6．课程设计总结与体会

主要说明设计中学到的东西和取得的经验总结，心得体会。 7．参考文献

写出具体的主要参考文献，标明其作者、出处、年代、若是期刊文章，还需要给出期刊名。网络的文章要给出网址。

5、课程设计的质量标准与成绩评定

本课程的考核方式为：对学生单独进行验收和答辩，学生必须演示程序，并回答教师提出的问题。根据验收答辩的情况和课程设计说明书的质量综合给出成绩。

课程设计成绩考核采用：优、良、中、及格、不及格五级评分制，评分标准如：

优秀：格式完整；课设总体方案正确、详细，系统中完成了所要求的所有功能；有实现功能的必要流程图。设计说明书层次清楚、条理分明，理论分析正确、书写工整。回答问题快速准确。对善于独立思考设计中有所创新的学生优先考虑。

良好：格式完整；设计方案合理，制作规范，系统基本满足要求；有实现功能的必要流程图。设计说明书层次比较清楚；回答问题准确；书写工整。

中：格式正确，设计方案基本正确，完成功能基本符合要求，设计说明书仅存在少量的问题（如：方案分析有少量错误、条理不十分清晰、流程图、书写不大规范等）。能够正确回答问题。

及格：设计方案基本正确，实现了主要的功能，有小部分功能尚未实现，设计说明书存在一些问题。回答问题基本正确。

不及格：设计方案不合理，没有实现出系统功能，概念不清，层次混乱，书写极不认真，

或者根本不交课程设计程序和报告的。

另外，对于请人代做，完全照抄他人课题。请人代写抄袭他人说明书，严重违反纪律者以不及格论处。

数字图像处理课程设计

一、课程设计目的

通过本课程设计使学生了解数字图像的基本概念，掌握数字图像处理的基本内容，如图像点运算、几何变换、增强处理、图像复原、边缘检测以及图像压缩等的基本原理和Matlab实现方法。 通过本次课程设计，让学生掌握如何学习一门语言，如何进行资料查阅搜集，如何自己解决问题等方法，养成良好的学习习惯。扩展理论知识，培养学生的综合设计能力。

二、图像处理基本功能

1．快速傅里叶变换（fft）与逆变换(ifft) 1.1原理

2-D傅里叶变换变换公式

1F(u,v)?N??f(x,y)exp??j2?(ux?vy)/N?x?0y?0N?1N?1u,v?0,1...,N?11N?1N?1f(x,y)???F(u,v)exp?j2?(ux?vy)/N?Nu?0v?0x,y?0,1...,N?1

傅立叶变换是数字信号处理领域一种很重要的算法。傅立叶原理表明：任何连续测量的时序或信号，都可以表示为不同频率的正弦波信号的无限叠加。而根据该原理创立的傅立叶变换算法利用直接测量到的原始信号，以累加方式来计算该信号中不同正弦波信号的频率、振幅和相位。和傅立叶变换算法对应的是反傅立叶变换算法。该反变换从本质上说也是一种累加处理，这样就可以将单独改变的正弦波信号转换成一个信号。因此，可以说，傅立叶变换将原来难以处理的时域信号转换成了易于分析的频域信号（信号的频谱），可以利用一些工具对这些频域信号进行处理、加工。最后还可以利用傅立叶反变换将这些频域信号转换成时域信号。傅立叶变换在实际中有明显的物理意义，设f是一个能量有限的模拟信号，则其傅立叶变换就表示f的谱。从数学意义上看，傅立叶变换是将一个函数转换为一系列周期函数来处理的。从物理效果看，傅立叶变换是将图像从空间域转换到频率域，其逆变换是将图像从频率域转换到空间域。换句话说，傅立叶变换的物理意义是将图像的灰度分布函数变换为图像的频率分布函数，傅立叶逆变换是将图像的频率分布函数变换为灰度分布函数。

对图像进行二维傅立叶变换得到频谱图，傅立叶变换后的频谱图，也叫功率图，我们首先就可以看出，图像的能量分布，如果频谱图中暗的点数更多，那么实际图像是比较柔和的（因为各点与邻域差异都不大，梯度相对较小），反之，如果频谱图中亮的点数多，那么实际图像一定是尖锐的，边界分明且边界两边像