图像处理课程设计资料

课程设计报告

课程名称数字图像处理

课题名称图像特征提取软件设计

专业 _______________________________________ 班级 _______________________________________ 学号 _______________________________________ 姓名 _______________________________________ 指导教师 ____________________________________

2011年1月20 日

湖南工程学院

课程设计任务书

课程名称数字图像处理

课题图像特征提取软件设计

专业班级计算机0781

学生姓名___________________________

学号_____________________________

指导老师刘长松_____________

审批_______________________________

任务书下达日期2011年1月5日

任务完成日期2011年1月20日

一、设计内容与设计要求

1.设计内容

（1）图像分割、边缘检测、边界跟踪、模板匹配、几何形状特征等图像特征提取方法集成为一个完整的图像特征提取软件。

（2）针对一幅人脸图像，利用所设计的软件实现人脸特征的提取（瞳孔中心、鼻孔、鼻尖、嘴角等特征点的抽取，以及嘴形轮廓、头部轮廓的提取等）；

2.设计要求

1）总体要求

（1）充分认识课程设计的重要性，认真做好准备工作，尤其是对编程软件的使用有基本的认识。

（2）虚心接受老师的指导，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。

2）实施要求

（1）理解各种图像处理方法确切意义。

（2）独立进行方案的制定，系统结构设计要合理。

（3）在程序开发时，则必须清楚主要实现函数的目的和作用，需要在程序书写时说明做适当的注释。在写课设报告时，必须要将主要函数的功能和参数做详细的说明。

（4）通过多幅不同形式的图像来检测该系统的稳定性和正确性。

3）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（不少于2000 字）。

、进度安排

第19 周星期一8 时：00分一-12 时：00分

星期二8 时：00分一-12 时：00分

星期三8 时：30分- -12 时：00分

星期四14

时

: 00

分一—18 时: 00分

星期五14

时

: 00

分一—18 时: 00分

第20 周星期一8 时：00分——-12 时：00分

附：课程设计报告装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（A4大小的图纸及程序清单）。

正文的格式：一级标题用3号黑体，二级标题用四号宋体加粗，正文用小四号宋体；行距为22。

正文的内容：一、课题的主要功能；二、课题的功能模块的划分（要求画出模块图）；三、主要功能的实现（至少要

有一个主要模块的流程图）；四、程序调试；五、总结；六、附件（所有程序的原代码，要求对程序写出必要的注释）正文总字数要求在5000字以上（不含程序原代码）。

目录

一、课题的主要功能 (5)

1图像获取功能 (5)

2、图像预处理功能 (5)

3、人脸定位功能 (5)

4、特征提取功能 (5)

二、课题的功能模块的划分 (6)

一、功能模块流程图 (6)

二、................................ 各模块的功能 6

1、图像获取模块 (6)

2、人脸区域获取 (7)

3、图像预处理模块 (7)

4、人脸定位模块 (8)

5、特征提取模块 (8)

三、主要功能的实现 (9)

一、Gabor变换人脸提取特征的流程图 (9)

二、功能的实现 (9)

1、光线补偿 (9)

2、图像灰度化 (10)

3、高斯平滑 (10)

4、灰度均衡 (11)

5 、图像对比度增强 (12)

四、程序调试 (13)

五、总结 (16)

六、附录 (17)

、课题的主要功能

1、图像获取功能：

该模块主要是从摄像头拍照后进行获取图片，也可以从图片库中获取，获取后的图片可以在软件的界面中显示出来。

2、图像预处理功能：

该模块主要包括图像光线补偿、图像变成灰色、高斯平滑、均衡直方图、实现图像对比度增强、二值化变换等。

3、人脸定位功能：

该模块主要是将处理后的人脸图片进行定位，将眼睛、鼻子、嘴巴标记出来，以便进行特征提取。

4、特征提取功能：

该模块是在定位后的人脸图片中将眼睛、鼻子、嘴巴的特征值提取出来。

、课题的功能模块的划分

、功能模块流程图

图2.1

二、各模块的功能

1图像获取模块

该模块主要是从摄像头拍照后进行获取图片，也可以从图片库中获取，获取后的图片可以在软件的界面中显示出来以便进行识别。

2、人脸区域获取

该系统中图像里人脸区域的获取，主要是根据肤色来进行获取，通过肤色非线形分段色彩变换来实现。这一非线性分段色彩变换得到的肤色模型属于色彩空间中的聚类模型，这一类肤色模型的建立首先要选取一种合适的色彩空间。

3、图像预处理模块

图像预处理就是对获取得来的图像进行适当的处理，使它具有的特征能够在图像中

明显的表现出来。该模块中的子模块有如下5个，下面对它们进行概述：

•光线补偿⑻

因为系统得到的图片可能会存在光线不平衡的情况，这会影响我们对特征的提取，同时系统中要用到YcrCB色彩空间，所以有必要对图像进行光线补偿。尽可能将它的特征在图像中表现出来。YcrCB是一种色彩空间，它用于视频系统中，在该色彩空间中，丫分量表示像素的亮度，Cr 表示红色分量，Cb表示蓝色分量，通常把Cr和Cb称为色度。YcrCB色彩空间是以演播室质量标准为目标的CC601编码方案中采用的彩色表示模型。

•灰度变化⑷

图像灰度化的过程就是把彩色图像转换为黑白色图像的过程，它也是为了将图像的信息更加具体、简单的表现出来，但是，这样做也将会丢失图像信息。因此，尽可能在转化的过程中用简单的方式表现图像复杂的信息。

•高斯平滑处理[5]

高斯平滑将对图像进行平滑处理，在图像采集过程中，由于各种因素的影响，图像往往会出现一些不规则的噪声，入图像在传输、存储等都有可能产生数据的丢失。从而影响图像的质量。处理噪声的过程称为平滑。平滑可以降低图像的视觉噪声，同时出去图像中的高频部分后，那些本来不明显的低频成分更容易识别。平滑可以通过卷积来实现。经过卷积平滑后的水平投影后，二值化提供了较好的图像效果。

•对比度增强⑹

对比度增强，就是对图像的进一步处理，将对比度再一次拉开。它针对原始图像的每一个像素直接对其灰度进行处理的，其处理过程主要是通过增强函数对像素的灰度级进行运算并将运算结果作为该像素的新灰度值来实现的。通过改变选用的

增强函数的解析表达式就可以得到不同的处理效果。