数字图像处理课程题目和要求教材

数字图像处理课程内容、要求

题目一：图像处理软件

1、设计内容及要求：

（1）、独立设计方案，实现对图像的十五种以上处理（比如：底片化效果、灰度增强、图像复原、浮雕效果、木刻效果等等）。

（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。

2、参考方案（所有参考方案若无特殊说明，均以matlab为例说明）：

(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（flower.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，实现至少十五种图像处理功能，例如模糊、锐化、对比度增强、复原操作。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

1、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）、选择一种以上的攻击方法，测试水印算法的鲁棒性等性能。

（6）、设计软件界面

2、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，选择一种频系数，对该种频系数相邻

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：车牌识别

1、设计内容及要求：

在交通管理过程中，通常采用视频监控方式对闯红灯和超速等违章车辆进行监督。对违章车辆，需要自动检测车牌信息，提取车牌号码，以便查找车主信息和监督管理。国内常用的一般车牌通常是是蓝底白字，长宽比3:1。

（1）对车牌图像进行预处理，然后进行车牌定位；

（2）进行字符分割；

（3）对车牌中的数字和字母进行提取和识别（对汉字不作要求）；（提高部分）

（4）要求自行设计方案、编写代码实现上述功能。

2、参考方案

（1）对图像进行预处理，增加图像的对比度；

（2）根据图像的颜色对车牌区域定位

（3）对图像进行旋转、二值化操作，并进行水平投影操作，根据直方图峰值和谷值对字符进行分割；

（4）可采用模板匹配方法，对数字和字母进行识别，并输出识别后的结果。

（5）设计车牌识别的软件界面。

题目四：超分辨率重建

1、设计内容与要求

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。

（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；

（5）设计软件界面。

2、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。

题目五：织物密度检测(也可以是桌面等有纹理的表面的检测)

1、要求完成功能：

在织物单位长度中排列的经纬纱根数，称为织物的经纬纱密度。

织物密度的计算单位以公制计，是指10cm内经纬纱排列的根数。密度的大小，直接影响织物的外观，手感，厚度，强力，抗折性，透气性，耐磨性和保暖性能等物理机械指标，同时他也关系到产品的成本和生产效率的大小。经纬密度的测定方法可以采用直接测数法。

直接测数法是凭借照布镜或织物密度分析镜来完成。织物密度分析镜的刻度尺长度为5cm,在分析镜头下面，一块长条形玻璃片上刻有一条红线，在分析织物密度时，移动镜头，将玻璃片上红线和刻度尺上红线同时对准某两根纱线之间，以此为起点，边移动

镜头边数纱线根数，直到5cm刻度线为此。输出之纱线根数乘以2，即为10cm织物的密度值。

在点数纱线根数时，要以两根纱线之间的中央为起点，若数到终点时，超过0.5根，而不足一根时，应按0.75根算；若不足0.5根时，则按0.25根算。织物密度一般应测得3-4个数据，然后取其算术平均值为测定结果。

这种计数方式可以使用图像处理技术自动完成，设计应用程序完成织物密度检测。

（1）能够读取和存储图像，对图像进行去噪和对比度增强；

（2）对任意指定的距离范围内的织物进行自动经纬纱根数计数；

（3）设计软件界面。

2、参考方案

（1）、读取已获得的需要测量的织物的图像或从计算机上联接的图像获取设备中获得实际图像（提高部分）；

（2）、对图像进行任意角度旋转，使织物纬线方向呈水平；

（3）、根据图像质量对对图像进行去噪和对比度增强；

（4）、对纵向织物线条个数，采用垂向一阶微分算子（如sobel、roberts）检测垂直向边缘；

（5）、对垂直向进行投影，做直方图统计，计算直方图峰值个数；

（6）、横向织物根数采用和纵向相同方法计数。

题目六：工件尺寸的图像测量

1、要求完成功能：

在加工制造领域，需要对很多零部件尺寸进行测量，以验证零件是否符合加工要求。一般这种测量可以通过千分尺或游标卡尺完成。但对于很多易碎或易变形的零件，