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通用图像处理系统ImageSys

点击: 2684    发表时间:2016-11-28

一.总体功能介绍

  图像信息处理是当今信息时代的重要组成部分,现在几乎所有专业都在研究和利用图像信息技术。
ImageSys是一部大型通用图像处理系统,它是图像信息研究和教学的重要工具,在大学和研究开发机构有着广阔的应用前景。主要内容包括图像/多媒体文件操作、图像捕捉、图像数据分析、颜色测量、颜色变换、几何变换、频率域变换、图像间变换、图像滤波、图像分割、2值图像运算、参数测量与统计、图像编辑、多媒体播放等,汇聚了现代图像处理技术的绝大多数功能,而且伴随这些功能给用户提供了大量可利用的函数。研究者可以用本系统提供的功能简单地进行各种试验,快速找到最佳方案,用提供的函数简单地编出自己的处理程序。在实际应用上,ImageSys也可以代替使用者自动测量多种数学统计数据,可以利用提供的函数组合各种功能用于机器人的视觉判断。ImageSys还给用户提供了一个框架源程序,用户可以简单地在框架程序上追加自己的程序。可以自由切换系统的汉语界面和英语界面。               

                      

二.ImageSys四大特点                  

1. 兼容国际标准的IEEE1394接口和USB接口以及专用图像采集卡的图像采集。可使用的摄像装置包括数码、模拟、民用、工业、一般速率和高速等各种摄像机。
2. 可处理目前流行的大多数图像/多媒体文件格式,包括BMP、JPG、JPEG、TIF、TIFF、GIF、TXT、AVI、DAT、MPG、MPEG、MOV、VOB等。
3. 大量的特征参数测量与统计功能。
4.具有开发平台功能的源程序以及多功能函数库。

三.ImageSys具体功能介绍

1 静动两用的图像文件操作:              
图像文件:读入和保存多种格式单幅图像文件(bmp、jpg、jpeg、tif、tiff、gif、txt等30多种文件格式);也可读入和保存连续图像文件,产生动态效果。
多媒体文件:读入和保存多媒文件。可处理包含avi、dat、mpg、mpeg、mov、vob、mp4、flv、wmv、rm等绝大多数主流媒体文件格式,通过处理,不仅可以使彩色图像文件转换成灰度图像文件,可以保存放大、缩小图像,使文件之间自由变换,还可以从多媒体文件中截取某段或某幅图像进行保存,保存时可以选择MPEG4等多种文件压缩格式对原图像文件进行压缩。除此之外,系统附带有多媒体文件播放器功能,使用户在导入导出文件前可以提前对文件进行预览。
多媒体文件编辑:具有多媒体图像文件的剪裁编辑功能。可以对视频文件插入或者截取单幅图像或者一段视频;可以将两个视频文件以不同顺序和不同帧数合并成一个视频文件等。
添加水印:用于在图像上添加水印,该功能不仅可在一帧图像、多帧图像甚至指定帧图像上添加水印,也可以在同一多媒体文件上添加多条水印编辑,操作简单,灵活自由。

2 完美的表示功能:
图像表示:彩色图像表示,彩色图像的R、G、B各单色分量表示;彩色图像的H、S、I各单色分量表示;灰度图像表示,灰度图像的伪彩色表示;图像的透视、自由放大和缩小表示;滚动鼠标与放大缩小的联动表示;可以表示静态图像和动态图像,动态图像表示时可以设定表示速度。
像素值表示:鼠标周围像素值的自动表示,区域像素分布直方图表示,区域像素的立体分布图表示,基于OpenGL的3D剖面数据表示,鼠标所画直线上像素值的线剖图(原数据、移动平滑和小波平滑)表示,区域像素的纵向和横向累加值分布图表示。各种分布图平均值、最大值、最小值、标准偏差等参数,分布图打印、复制、数据文件保存等功能。
图像变换、参数测量的图像表示:仿射变换、透视变换、HSI变换、亮度变换、图像分割、细线化等都可以预览处理结果,判断后再处理;2值图像自动测量、手动测量、圆形分离等结果可在图像上表示。
频率域表示:小波变换的高频、低频表示;傅立叶变换的频率表示、环特性分布表示、楔特性分布表示。
频数分布表示:2值图像自动测量、圆形分离等结果的频数分布表示。
数据文件表示:所有的分布图数据、测量数据都可以以数据文件的形式表示、保存、读取和打印。


             

3 丰富的图像变换功能:

仿射变换:包括平移、旋转、膨胀、收缩等。

透视变换:包括扩大率、回转度、视点位置、屏幕位置等。
HSI变换:包括基准色选择、HIS及各分量图像、色差图像。
自由变换:包括移动、90度旋转、亮度轮廓线、马赛克、窗口涂抹、积分平均等。
(RGB) 颜色变换:彩色图像 R 、 G 、 B 帧之间的加减变换,获得颜色组合图像。
小波变换:可以进行行、列的单向和双向的多级变换,可以去掉任意频率成分后进行图像恢复,可以进行基于小波变换的图像放大。
傅立叶变换
:可以进行傅立叶变换和逆变换,可以选择多种通用滤波模式,可以用画笔自由设定滤波模式,可以查看环特征和锲特征的频数分布图谱。

   

颜色亮度变换:包括像素提取、像素范围移动、N值化、Log变换、γ变换、动态范围变换、用户自定义、反色、直方图平滑化等。
图像间变换:包括图像间的算术运算(加、减、乘、除)和逻辑运算(AND,                         OR, XOR, XNOR)。可以两幅图像间运算,也可以多幅图像间同时运算。

动态图像校正:通过把动态图像的每一幅分解为奇数场和偶数场,得到两幅图像,修正动态图像因场交叉而产生的模糊。

 

4 多种滤波增强功能:

通过对图像施加某种滤波器的运算,达到增强图像的某些特征或改善画质的目的。可选择单模板、多模板滤波和Canny边缘检测。可选择的滤波器类型有:简单均值,加权均值,4方向锐化,4方向增强,8方向锐化,8方向增强,平滑增强,中值,排序,高斯滤波、用户自定义等。滤波器的尺寸可选择:3 x 3, 5 x 5, 7 x 7, 9 x 9像素。

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5 直观灵活的2值化处理功能

在图像处理中,往往需要通过2值化处理(图像分割)的手段提取某些特征,以便判断或参数测量。本系统可以自由直观地设定2值化的阈值,灰度图像可以实行自动2值化处理,彩色图像可以通过鼠标点击的方式自动提取图像的某一部分。

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6 多功能的2值运算功能

2值化处理后的图像,一般具有许多不尽人意的地方,在进行参数测量前往往需要进行各种加工。
基本运算:去噪声,补洞,膨胀,收缩,排它膨胀,细线化,去毛刺,清除窗口。
特殊提取:提取满足条件的像素。可同时设定4个项目,逻辑关系可选AND或OR。可选的条件项目有面积、周长、周长/面积、面积比、圆形度等26项。

 

7 庞大的参数测量统计功能:
色测量:根据R、G、B的亮度值以及国际照明委员会(CIE)倡导的[XYZ颜色系统]、[HSI颜色系统]进行坐标变换、测量色差等等。
2值图像参数的自动测量:自动测量各个区域(物体)的参数,标定测量序号,可设定比例尺,测量结果可以文字表示、频数分布表示。可供选择的测量项目有49项:物体的面积,周长,周长2,孔洞数,孔洞面积,总面积,面积比,周长/面积,NCI比(周长除总面积的平方根),圆形度,等价圆直径,球体体积,圆的形状系数,线段长度,重心横坐标,重心纵坐标,水平投影径,垂直投影径,投影径角,占有率,最大径,最大径端点x1,最大径端点y1,最大径端点x2,最大径端点y2,最大径角,直径的形状系数,长径,短径,长径角,水平投影径始点横坐标,水平投影径终点横坐标,垂直投影径始点纵坐标,垂直投影径终点纵坐标,图形始点x座标,图形始y座标,椭圆长轴,椭圆短轴,椭圆方向角,椭圆长短轴比,椭圆体体积,椭圆形状系数,0阶矩,1阶矩X,1阶矩Y,2阶矩X,2阶矩Y,惯性矩,极惯性矩。                                        
参数手动测量:可测算鼠标指定的两点间距离、连续距离、3点间角度、两线间夹角等。                                        
直线参数测量:对2值图像上的直线因素进行测量。可以选择一般哈夫变换、过一点哈夫变换、过一条线哈夫变换、最小二乘法等算法,可以测量最长直线和多条直线,可以选择是否在图像上表示测量结果,测量的直线参数可以文档表示和保存。                                        

2值图像的圆形分离:自动分离图像上粘连的圆形物体,算出图像上圆形物体的总个数,给出标号,测出它们圆心座标、直径、面积,标出圆心,画出外接圆。可设定比例尺。测量结果可以文字表示、频数分布表示。

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2值图像轮廓线的测量:测量物体的个数、各个物体轮廓线长度(像素数)及轮廓线上各个像素点的坐标。                          

8 帧编辑功能:
用于帧之间图像的复制和清除。

9 图像制作功能:                                                

“画图”功能包括:可用多种工具自由画图,设定灰度或彩色的线型和涂抹(填充)颜色,颜色的选取,既可直接在色板选取,也可自定义选取,还具有悔步功能,对用户操作的每一步存储记忆,可进行后退或前进。                                        

10 强大的函数库                              

ImageSys向用户提供了总计340条图像处理、图像显示和图像存取的函数,把几乎所有的功能都以函数的形式提供给了用户,从而奠定了本系统作为图像处理开发平台的地位。用户可以用ImageSys来寻找解决方案,用提供的函数来编写自己的程序。

11 令人激动的框架源程序                                       

    ImageSys给用户提供了一个框架源程序的开发平台,图像文件、多媒体文件、查看、状态窗、系统帧设定等完全采用ImageSys的功能模块,并且提供了灰度图像处理和彩色图像处理的例程序。在该平台上,用户可以轻松地添加自己的菜单和对话框,不需要考虑图像的表示以及文件操作等繁杂的辅助功能,能够专注于自己的图像处理算法研究。

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附:ImageSys版本沿革:

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