西北大学本科生毕业论文设计

本本科科毕毕业业论论文文（ （设设计计） ）题目：题目：文物图像矢量化的研究及实现学生姓名学生姓名 XXXXX 学学 号号 20*79 指导教师指导教师 赵赵 宏宏 安安 院院 系系 软件学院软件学院 专专 业业 软件工程软件工程 年年 级级 2008 级级 教教务处务处制制二二一二年六月一二年六月成绩成绩诚信声明本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计） ，是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或在网上发表的论文。特此声明。论文作者签名： （手写签名）（手写签名）日 期： 2012 年 6 月 5 日关于矢量化文物图像的研究及简单实现目录目录摘 要.1Abstract .2序 言.31 图像矢量化概述.41.1 目的及意义.4 1.2 实现工具及方法研究 .42 图像矢量化算法概述.62.1 霍夫变换产生矢量图 .6 2.1.1 霍夫变换原理 .6 2.1.2 霍夫变换算法思想描述 .6 2.2 选择区域及曲线拟合 .7 2.2.1 曲线拟合思想及方法描述 .7 2.2.2 曲线拟合算法流程图.103 程序流程及实验结果分析 .113.1 实验结果演示.11 3.1.1 选取图片 .11 3.1.2 显示原图 .11 3.1.3 转换为灰度图像 .12 3.1.4 进行 hough 变换得到 hough 矢量图 .12 3.1.5 通过原图与 hough 图对比选择感兴趣区域 .13 3.1.6 拟合结果 .13 3.1.7 hough 图与区域拟合结果综合图.14 3.2 实验结果分析 .14 3.3 矢量化后的结果数据格式及保存方法.144 总结与展望.154.1 对于矢量化图像学习及实现过程的总结.15 4.2 对于本次实验所做的思考和今后可能对其的深化研究 .15参考文献.16关于矢量化文物图像的研究及简单实现0摘摘 要要实验采用了 MALAB 为主要开发环境，调用了其中一些库函数对图像进行选择、读取、霍夫变换、转换灰度、区域确定、逻辑二值化、曲线拟合等操作，得到了经由霍夫变换所得的矢量图。并对于曲线拟合的思想进行了阐释并以其作为图像区域选择矢量化的理论基础，实验达到了对图像进行霍夫变换并通过其与原图对比在图像上用户感兴趣的区域选择后进行矢量化的目的。文中对 MATLAB 的库函数在图像矢量化过程中起到的作用给出了说明,对图片的区域选择进行了具体的操作并给出了理论支持,详细描述了图像矢量化算法,并对曲线拟合思想及最小二乘的拟合方法进行了深刻地思考及合理地应用,然后对于实验流程及成果做出了展示。实验达成了对用户选择区域进行矢量化的目的，验证了曲线拟合算法在图像矢量化过程中能够起到的作用，并对得到的成果进行了总结与思考，确定了今后的努力方向。关键词：关键词：矢量化图像； 霍夫变换；图像区域选择； 曲线拟合算法； 关于矢量化文物图像的研究及简单实现1AbstractExperiment MALAB as the main development environment, call some of these library functions to select the image, read, Hough transform, convert grayscale region to determine the operation of the logic of two values, curve fitting, etc., via Hoftransformobtained from Vector. Explained the idea of curve fitting and its theoretical basis of thevector of the selected image area, the experiment has reached the Hough transform andthe image area selection on the image of interest to users through its contrast with theoriginal the purpose of vectorization.Given the role played by the MATLAB library function in the image vectorization processdescribed in the specific operation of the image area selection, and gives theoretical support, a detailed description of the image vector algorithm, and curve fitting togetherideas and least squares fitting method of deep thinking and application, and then makea show for the experimental procedure and results. The experiment reached a vector ofthe purpose of the user selected area, verify that the curve fitting algorithm for the role it plays in the image vectorization process, and the obtained results are summarized andthinking to determine the direction of future efforts.Keywords: vector images; Hough transform; the choice of the image area; curve fittingalgorithm;关于矢量化文物图像的研究及简单实现2序序 言言计算机中的图像一般可以分成两大类，位图和矢量图。位图是由称作像素（图片原素）的单个点组成的，这样当对图片进行放大和旋转时，由于像素点放大的原因，图片容易失真，在进行一些需要详细描绘图片的工作时，不容易得到用户想要的效果。解决这个问题的方法就是尽量用多的像素构成图片，图片需要描绘的越清晰详细，便需要越大的内存。这样的文件占用的存储空间过大，给一些需要对图像进行保存查阅的如工程图纸领域造成了不便。而由于矢量图像是由数学向量构成的，可以通过公式计算获得，并且使用直线和曲线来描绘图形，所以进行放大、缩小、旋转等操作时不会发生失真，需要进行与位图同等要求的描绘时效果当然会优于位图。并且矢量图占用空间极小，往往只是位图的几分之一，矢量图形之间也可以进行透明叠加，有利于揭示图形之间的内在关系；对图形可以进行无级放大或缩小，也可以拖拉图形，使图形漂移浏览，对图形可以方便地再编辑，并可以对其进行赋值和标注等；可以方便地建立起图形数据库，对图形进行操作、分析和管理等。鉴于矢量图对于位图所具有的优势，在某些领域需要用到位图矢量化，本文主要研究如何使用MATLAB对于图像上用户感兴趣的区域进行简单的矢量化操作。关于矢量化文物图像的研究及简单实现31 1 图像矢量化概述图像矢量化概述1.1 目的及意义图形在计算机中的表示，通常有两种方式，一种是光栅点阵的形式（rastergraphics），另一种是用矢量的形式（vector graphics）。1光栅点阵是以像素点的形式对图片进行存取，在图片的操作中会占用较大的存储空间，并且不利于对于图片的放大、缩小、旋转、修改等操作，这对图像的分析、处理、存储与传输带来了极大的不便。而矢量图形是由数学方法计算得来，图形由线条和形状组成，对其进行与光栅点阵相同操作时只需要改变图形参数即可。因此，对矢量图形进行图形变换十分方便。矢量图形特点如下：1. 边缘平滑、明显2. 图形编辑后不变形3. 节省存储空间4. 对于某些图形变换速度快5. 存储为矢量图像的文件在转换为光栅图像时手段方便基于矢量图形的这些优点，在许多领域中都用到了矢量图形，也就应用到了图像矢量化的技术。它是利用计算机图形学，数字图像处理等综合技术，运用图像处理软件，将光栅图像识别为矢量图形。1.2 实现工具及方法研究图形矢量化可以运用多种方法实现，应用于图像矢量化处理的软件也多种多样，这里采用 MATLAB 在读入图片后将用户选择的区域进行矢量化，主要用到 MATLAB 中的读取图片函数、霍夫变换函数、区域选择函数、曲线拟合函数等。1.3 程序流程图在使用 MATLAB 进行图像矢量化过程中调用了多种库函数实现对图像的处理，对图像进行 hough 变换和曲线拟合编写了算法进行实现,具体程序流程如下页图 1.1 所示。关于矢量化文物图像的研究及简单实现4流程图 1.1 矢量化图像程序流程演示图关于矢