机处理的。就其本质来说，可以将图像分为两大类类是模拟图像，包括光学图像照相图像电视图像等，例如，在生物医学研究中，人们在显微镜下看到的图像就是幅光学模拟图像，照片用线条画的图绘画也都是模拟图像。模拟图像的处理速度快，但精度和灵活性差，不易查找和判断。另类是将连续的模拟图像经过离散化处理后变成计算机能够识别的点阵图像，称为数字图像。严格的数字图像是个经过等距离矩形网络采样，对幅度进行等间隔量化的二维函数，因此，数字图像实际上就是被量化的二维采样数组。与模拟图像相比，数字图像具有以下显著优点精度高目前的计算机技术可以将幅模拟图像数字化为任意的二维数组，即数字图像可以由无限个像素组成，每个像素的亮度可以量化为位即个灰度级，这样的精度使得数字图像与彩色照片的效果相差无几处理方便由于数字图像本质上是组数据，所以可以用计算机对它进行任意方式的修改，例如，放大缩小改变颜色，复制和删除部分等重复性好模拟图像例如照片即便是使用非常好的底片和相燕山大学本科生毕业设计论文纸，也回随着时间的流逝而褪色发黄，而数字图像可以储存在光盘中，上百年后再用计算机重现也不会有丝毫的改变。图像处理技术内容与相关学科图像处理就是将图像转换为个数字距阵存放在计算机里，并采用定的算法对其进行处理。图像处理的基础是数学，最主要的任务就是各种算法的设计和实现，目前的图像处理技术已经在许多不同的应用领域得到重视，并取得了巨大的成就。根据应用领域的不同要求，可以将图像处理技术划分为许多分支，其中比较重要的分支有图像数字化通过采样与量化过程将模拟图像变换成便于计算机处理的数字形式。图像在计算机内通常用个数字矩阵来表示，矩阵中的每个元素成为像素。图像数字化的设备主要是各种扫描仪与数字化仪图像增强与复原主要目的是增强图像中的有用信息，削弱干扰和噪声，使图像清晰或将其转换为更适合人或机器分析的形式。图像增强并不要求真实的反映原始图像，而图像复原则要求尽量消除或减少在获取图像过程中产生的些退化，使图像能够反映原始图像的真实面貌图像编码在满足定保真度条件下，对图像进行编码，可以压缩图像的信息量，简化图像的表示，从而大大压缩图像描述的数据量，以便存储和传输图像分割与特征提取图像分割是将图像划分为些互不重叠的区域，通常用于将分割的对象从背景中分离出来。图像的特征提取包括了形状特征纹理特征颜色特征等图像分析对图像中的不同对象进行分割分类识别描述和解释图像隐藏是指媒体信息的相互隐藏，常见的有数字水印和图像的信息伪装等上述图像处理的内容往往是相互联系的，个实用的图像处理系统往往需要结合应用几种图像处理技术才能得到所需要的结果。例如，图像数字化是将个图像变换为适合计算机处理的形式，这是图像处理的第步第章绪论图像编码技术可用于传输和存储图像图像增强与复原般是图像处理的最后目的，当然也可作为进步进行图像处理工作的准备通过图像分割得到的图像特征既可以作为最后结果，也可以作为下步图像分析的基础。图像处理技术涉及到的知识很广泛，也很复杂。例如，图像的编码理论基础是信息论和抽象数学的结合，进行图像识别需要掌握随机过程和信号处理方面的知识，不少课题还需要更加专业的知识，如小波变换神经网络分形理论等。另外，图像处理是门应用性很强的学问，必须与计算机技术的发展相适应。例如，傅立叶变换是图像处理常用的方法，到目前为止,库利图基快速傅立叶变换直是实际应用中的主要算法，该算法需要的乘法数目大大少于般的傅立叶变换算法，而加法数目则大大增加，因而对于大部分来说，总的运算速度提高了很多。但是，的现在又加入了指令，用该指令计算乘法和加法所用的时间是样的，所以在指令面前由于加法数目的增加导致快速算法反而显得更慢，因此也就产生了新的适应指令的快速算法。图像处理的另个特点，也是难点，就是其算法的有劣与被处理对象的内容高度相关，很难找到种使用于各种情况的通用方法。因此，图像处理按照处理的对象类型又可以分为遥感图像处理医学图像处理等。另外，以下介绍的学科也和图像处理有着密切的关系计算机图形学用计算机将由概念表示的物体不是实物图像进行处理和显示。计算机图形学主要是根据给定物体的描述模型光照及想象中的摄像机的成像几何来生成幅图像，另外还包括称之为计算机艺术的艺术创作。图形和图像本身有着非常密切的关系，因而计算机图形学与图像处理也是相互关联的，但两者的区别也很显著前者是用点线面描述物体，多采用几何手段后者基本上只和像素点打交道模式识别燕山大学本科生毕业设计论文附录引言自然的和人工的物体通常会引起人的对称性的感觉我们对对称性的感觉如此强烈，使得大多数的人工制造的物体都是对称的，并且心理学上认为对称性是感知的个基本原则环顾四周，我们的直接感受就是几乎所有感兴趣的区域都是由各种形式的对称组成的由于对称性的普遍存在，对理解和解释自然界的图像来说，检测对称性具有重要意义对称性检测与利用已成为计算机视觉中重要的研究方向对称性在感知问题上起很重要的作用例如，当视觉模式出现对称性时，大脑活动就会出现与之对应的峰值块区域的对称性越强，越容易被看成图形口对称性本质上是种规则性在军事伪装中常用不同颜色和不同形状去破坏物体原有的图案例如迷彩服就是这规则的应用在图像中很容易标识的两种对称形式为镜像对称和旋转对称还有种曲线对称这三种对称如图所示目前的绝大多数对称性检测算子都是在空间域镜像对称旋转对称曲线对称图三种类型的对称利用图像的亮度或灰度梯度进行的存在的主要问题是在进行所有的对称性分析之前都需要进行物体分割文献，把对称性检测问题转化为协方差矩阵的特征值分解问题，而且文献还要求物体的对称轴与图像二值化时的对称轴相同文献由功率谱得到复数矩表示对称性，并给出离散复数矩表示文献，使用方向直方图和梯度信息进行对称性检附录测的方法需要把物体表示为点线段和圆，然而形态学方法如中轴变换细化等，只能应用于二值化物体对这些方法进行了概括形态学方法的难题是对物体轮廓的微小变化特别敏感，物体轮廓中的个凹槽会形成几个对称轴，使得物体的表征复杂化。提出种为数不多的不需要物体分割或识别的对称性检测方法，该方法的缺点是除取决于几何形状以外，还取决于对比度叩利用相位信息研究了对称性检测问题，得出了些有益的结果但是在检测结果中同时包括物体和背景，这显然不是所希望的综上所述，目前的大多数对称性检测算子主要存在以下三方面的问题首先，它们都是针对只包含个物体的图像设计的当图像包含多个物体时就需要进行分割，而我们在处理图像以前并不知道图像中包含多少物体，因此这类算子具有很大的局限性其次，它们主要利用图像的梯度信息，而这不符合人类视觉感知特性比如，在同样的背景下有两个灰度不同的圆，如果用基于梯度的对称性检测算子进行度量，则这两个圆的对称性必然与其梯度有关，即这两个圆的对称性不同，对比度大的圆比对比度小的圆更圆这显然与客观不符大多数算子都可以保证具有旋转不变性，而对于对比度和亮度的变化则不具有不变性，根本原因就是利用图像的梯度信息进行计算最后，它们般只能检测类或两类对称性，比如只能检测镜像或旋转对称，或者镜像和旋转对称，而对其它类型的对称则无能为力，即通用性较差本文提出的基于相位信息的对称性检测，算法完全可以克服上述问题，即直接应用于原始图像，不需要图像的任何先验知识，不需分割等任何预处理具有旋转亮度和对比度不变性可以同时检测镜像对称旋转对称曲线对称等多种对称性，通用性强利用相位信息进行对称性检测的可行性对称性的个重要方面是物体在结构上呈现出周期性，因此，使用基于频率的方法分析图像中的对称性也是很自然的些简单函数的傅里叶级数的表现形式使得这个问题很明确，在对称点处，很容易发现可标识的燕山大学本科生毕业设计论文相位模式用相位信息检测对称性的可行性，可通过观察分析方波和三角波的傅里叶级数表示来说明，如图所示相位致性模型和局部能量模型正是利用在方波的阶跃点的所有的正弦波都同相这个特性来检测阶跃边缘的利用相位信息应该也可以检测对称点，例如，在方波的中点三角波的峰点存在个镜像对称点，所有正弦波在该点也都是最对称的点因此，利用相位信息检测对称性是可行的图矩形波和三角波的傅立叶级数展开基于相位信息的对称性检测需要说明的是，本文只考虑图像亮度值的局部对称性，即对称的低层视角，不考虑图像中整体的几何对称性由上述的可行性论证可知，对于暗背景中的亮物体，对称点的相位为，对于亮背景中的暗物体，对称点的相位与之反相，应该为丌为叙述简便，这里只针对暗背景中的亮物体的对称性检测如果进行亮背景中的暗物体的对称性检测，情况类似背景知识考虑维信号对于信号，其傅里叶级数展开为,这里的为第次谐波余弦分量的幅值，是常数般为，是附录次分量的相位偏移量或初始相位，函数表示点的傅立叶分量的局部相位，则相位致性和局部能量分别为,其中为信号的变换。文献中提出了改进的局部能量模型，即对称局部能量模型，可以克服局部能量模型本身固有的局限性，为了叙述方便，这里将对称局部能量数学模型的定义重述如下。定义对称局部能量将像素尺度方向映射为能量和对称相位,其中要同时满足以下条件对称相位由,给定相位致的在所有尺度和方向下的相位是相同的是最大值。否则,。燕山大学本科生毕业设计论文基于相位信息的对称性检测算子，本文利用小波口对图像进行分析在对称点处，偶对称滤波器输出的绝对值将很大，奇对称滤波器输出的绝对值会较小在反对称点处，偶对称滤波器输出的绝对值将较小，奇对称滤波器输出的绝对值会很大因此，这里的能量是偶对称滤波器输出的绝对值减去奇对称滤波器输出的绝对值同时考虑对称性与相位的关系，可得下面的定义定义将像素尺度方向映射为相位式中即只考虑相位为的点，同时可以保证相位的致性，其中,即所有尺度和方向相位致且相位为的点的对称能量之和,即所有尺度和方向下相位致且相位为的点的幅度之和为小的正的常数，防止分母为基于相位信息的对称性检测的合理性证明设信号为，正交滤波器对为，其中表示尺度，表示方向。附录则尺度为方向