1、 本 科 毕 业 论 文 基于 AForge.NET 的 图像处理软件设计 Design and realization of Graphics software based on AForge.NET 姓 名： 学 号： 学 院：软件学院 系：软件工程 专 业：软件工程 年 级： 指导教师： 年 月 厦门大学本科毕业论文 基于 AForge.NET 的图像处理软件设计实现 I 摘 要 本课题研究的是绘图软件设计与实现。本文对图形图像处理系统的发展现状和所采用的主要技术进行了详细分析，确定了相应的结构和主要功能，以及实际开发中所采取的技术。系统在 Windows XP 平台下实现，本课题是采用
2、 AForge.NET编程框架，面向对象的程序设计技术实现一个图像处理的应用软件 ,通过对独立功能的封装，可以为今后需要的图形图像的应用奠定基础。系统的优点有：充分体现了面向对象的设计思想 ，充分运用了 .net 的特性，程序结构清晰，可读性好，程序中做了充分的注释。图形绘制部分避免了传统的 switch case 的繁琐结构。容易扩充和移植。 最后，对系统进行测试 ,表明系统功能达到了预期的要求，界面友好，操作简便，运行也较稳定，是一个完成基本功能的图形图像系统。 本文介绍了系统开发设计的全过程和设计过程中部分代码，也对系统测试的过程进行简单描述，同时对系统中采用的关键技术也作了一些必要的说
3、明，对图像变换的基本原理，图像处理的基本原理做了详细的阐述。本软件将常用的简单图像处理操作整合起来，为经常进行图 文编辑的办公室工作人员提供了一个集图像编辑、颜色处理、图像特效处理等功能的小巧易用的图像编辑平台。图像的编辑过程可以计算机中存储的图像文件进行旋转、镜像、缩放、亮度 /对比度调整、颜色调整、图像特效处理等操作。本系统采用 SharpDevelop3.0 开发。 关键词 ： 图像处理； C#； AForge.NET； 厦门大学本科毕业论文 基于 AForge.NET 的图像处理软件设计实现 II Abstract The design and implementation of im
4、age processing software is proposed in this dissertation. This paper has carried on the detailed analysis about graph image processing system development and the key technology， the corresponding structure and central function, as well as the system adopted technology in the actual development. The
5、program implements under the Windows XP platform using AForge.NET as a supporting tool, and the object-oriented programming techniques is used to achieve a graphic anticipated software. Major work is about basic simple image processing. It lays the extensible foundation for the needs in future throu
6、gh encapsulation for the independent functions. The system merits are: the object-oriented design thought, Programs structure is clear and strong, with good adaptability, the interface is amiable and operation is humanity. System test shows that system capability achieved the requirements, friendly
7、interface, and the operation is easy-going and also in good stability. This thesis describes the system-design procedure and a part of programming code, also carries on the simple description to the system-test process, meanwhile it made some necessary explanations about key technology used in the s
8、ystem, it made the specific basic-principle description to image transform, and other basic principle for image processing and for image formats changing. This software integrates simple image processing functions and mainly provides a system with image editing, image transformation and image proces
9、sing for officers. Image editing events can begin with image saved on hard disks, then use drawing tools on image, such as image rotation, mirror image, image scaling, brightness/contrast degree adjustment, color processing, special efficiency on image and other operations. Key words: image processi
10、ng; C#; AForge.NET; 厦门大学本科毕业论文 基于 AForge.NET 的图像处理软件设计实现 III 目录 第一章 引言 . 1 1.1 图像处理软件 的研究背景和意义 . 2 1.1.1 图像处理软件 的发展历史 . 2 1.1.2 图像处理软件 的发展趋势 . 4 1.1.3 几款流行的 图像处理软件 简介 . 4 1.2 本文的研究内容 . 6 1.3 本文的组织结构 . 6 第二章 基本概念介绍 . 8 2.1 C#与 AFORGE.NET 技术简介 . 8 2.1.1 C#与 .NET . 8 2.1.2 AForge.NET . 8 2.2 图像处理技术 . 1
11、6 第三章 系统详细设计 . 18 3.1 系统的开发目的和设计目标 . 18 3.2 系统总体设计 . 18 3.2.1 核心功能 . 18 3.2.2 工作流程及功能用例 . 20 3.3 开发前的准备 . 20 3.4 滤波器 核心模块详细设计 . 29 第四章 系统实现结果 . 30 4.1 实现效果 . 32 第五章 结束语 . 33 5.1 存在的问题及解决方法 . 33 5.1.1 存在的问题 . 33 5.2 自我总结 . 34 参考文献 . . 35 致谢 . 36 厦门大学本科毕业论文 基于 AForge.NET 的图像处理软件设计实现 IV Contents CHAPTE
12、R 1 INTRODUCTION . 1 1.1 THE SIGNIFICANCE AND RES EARCH BACKGROUND OF SOFTWARE . 1 1.1.1 The history . 1 1.1.2 The trend . 2 1.1.3 The introduction of some popular systems . 3 1.2 THE RES EARCH CONTENT OF THIS PAPER . 4 1.3 THE ORGANIZATION OF THIS PAPER. 4 CHAPTER 2 BASIC CONCEPTS . 6 2.1 C#与 AFORG
13、E.NET . 6 2.1.1 C#与 .NET . 6 2.1.2 AForge.NET . 8 2.2 TECHNOLOGIES OF IMAGE PROCESSING . 16 CHAPTER 3 SYSTEM DESIGN . 17 3.1 THE PURPOSE OF SYSTEMS DEVELOPMENT AND DES IGN GOALS . 17 3.2 THE SYSTEM OVERALL DES IGN. 18 3.2.1 Core function. 18 3.2.2 Work processes and functions of use case . 20 3.3 PR
14、EPARATION FOR DEVELOPMENT . 20 3.4 THE DESIGN FOR CORE MODULES ABOUT FILTERS . 29 CHAPTER 4 THE FINAL SYSTEM . 30 4.1 INSTALLATION . 32 CHAPTER 5 CONCLUDING REMARKS . 33 5.1PROBLEMS AND SOLUTIONS. 33 5.1.1 Problems. 33 5.2 SELF-SUMMARY . 34 REFERENCES . 35 ACKNOWLEGEMENTS . 36 厦门大学本科毕业论文 基于 AForge.N
15、ET 的图像处理软件设计实现 1 第一章 引言 我们知道灰度图像是一个二维亮度函数 f(x,y)，彩色图是三个二维亮度函数RGB,YUV 组成 (x,y)定义了空间坐标 f(x,y)定义该点的亮度或灰度。数字图像是指图像 f(x,y)在空间坐标和亮度的数字化一个数字图像可以看成一个矩阵或一个二维数组其基本元素称为象素。 数字图像处理又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。 数字图像处理最早出现于 20 世纪 50 年代，人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。数字图像处理作为一门学科大约形成于 20 世纪 60 年代初期。 早期的图像处理的目的是改善
16、图像的质量。输入的是质量低的图像，输出的是改善质量后的图像。首次获得实际成功应用的是美国喷气推进实验室。他们对航天探测器在1964 年发回的几千张月球照片使用了图像处理技术，为人类登月创举奠定了坚实的基础，也推动了数字图像处理这门学科的诞生。数字图像处理取得的另一个巨大成就是在医学上获得的成果。 1972 年英国工程师 Housfield 发明了用于头颅诊断的 X 射线计算机断层摄影装置，也就是我们通常所说的 CT。 CT的基本方法是根据人的头部截面的投影，经计算机处理来重建截面图像。 1979 年，这 项无损伤诊断技术获得了诺贝尔奖，说明它对人类作出了划时代的贡献。从 70 年代中期开始，随
17、着计算机技术和人工智能、思维科学研究的迅速发展，数字图像处理向更高、更深层次发展。人们已开始研究图像理解或计算机视觉。很多发达国家投入更多的人力、物力到这项研究，取得了不少重要的研究成果。其中代表性的成果是 70 年代末 MIT 的 Marr 提出的视觉计算理论，这个理论成为计算机视觉领域其后十多年的主导思想。图像理解虽然在理论方法研究上已取得不小的进展，但它本身是一个比较难的研究领域，存在不少困难，因人类本身对自己的视觉过程还了解甚 少，因此计算机视觉是一个有待人们进一步探索的新领域。本章首先介绍了数字图像处理软件的研究背景，从中可以了解到数字图像处理软件的发展历史、未来发展趋势以及现在市面
18、上流行的几款数字图像处理软件；然后简要叙述本论文的主要研究内容；最后指出全文的组织结构。 厦门大学本科毕业论文 基于 AForge.NET 的图像处理软件设计实现 2 1.1 数字图像处理软件的研究背景和意义 1.1.1 数字图像处理的发展历史 对于数字图像处理发展历史，基于时代划分，可分为如下五个阶段： 本世纪 20 年代，纽约伦敦海底电缆传输数字化的新闻图片。传递时间从一个多星期减少到 3 个小时。 图 1-1 1921 年电报打印机采用特殊字符在编码纸 带打印。 输出设备从专用到通用再到专用。 图 1-2 1922 年两次穿越大西洋，穿孔纸得到图像检 测误差。图像通信系统信源编码和信道编
19、码。 厦门大学本科毕业论文 基于 AForge.NET 的图像处理软件设计实现 3 图 1-3 1929 年从伦敦到纽约 15 级色调通过电缆 传递照片。从早期 5 个灰度到 15 灰度。 现在的网络、移动通信再 次历经这个过程。 五十年代中期在太空计划的推动下开始这项技术的研究。重要标志是 1964 年美国喷气推进实验室（ JPL）正式使用数字计算机对“徘徊者 7 号”太空船送回的四千多张月球照片进行了处理。 图 1-4 美国航天器传送的第一张月球照片， 1964 年 7 月 31 日在光线影响月球表面 17 分钟摄取的图像。 厦门大学本科毕业论文 基于 AForge.NET 的图像处理软件
20、设计实现 4 60 年代末，数字图象处理形成一个比较完整的理论与技术体系，从而构成了一门独立 的技术。 70 年代， CT的发明，血球自动分类仪的商业化。 CT发明获得 1979 年诺贝尔医学奖。 X 射线获得 1901 年物理学奖。 70 年代以来迅猛发展。广泛应用于太空探索，遥感应用，生物医学工程工业应用，军事应用等方面。 数字图像现状：七十年代以来迅猛发展。 1：主观需求：人类从外界获取得信息 60 70通过眼睛的图象信息。 2：计算机技术的发展和通信手段的发展提供了客观可能；以 FFT 为代表的数字信号处理算法和现代信号处理方法的精确性，灵活性与通用性。 3：数学化的特点是该学科成熟的
21、一个标志。“一种科学只有在成 功地运用数学时，才算真正达到了完美的地步 ” 1.1.2 图像处理的发展趋势 1：结合网络和 Internet 技术需求而发展起来的新技术，比如网上图象、视频的传输、点播和新的浏览、查询手段。 2：高级图象处理技术，结合最新的数学进展，诸如小波、分形、形态学等技术。 3：智能化，图象自动分析、识别与理解。 1.1.3 几款流行的图像处理软件简介 目前较为成熟的并投放应用的电脑创意软件（主要指桌面系统常用到的电脑创意软件）主要有以下几类： 、图形绘画软件 较流行的图形处理软件有： （） Adobe ILLUSTRATOR 具有文字输入和图标、标题字、字图以及各种图表
22、的设计制作和编辑等优越的功能，是电脑设计师们常用的。 厦门大学本科毕业论文 基于 AForge.NET 的图像处理软件设计实现 5 （） Aldus Freehand 是美国 ldus 公司推出的一个应用广泛的计算机图形设计软件，特别是在报纸和杂志的广告制作以及统计图形的制作方面深受欢迎。 （） CorelDRAW： 由 orel 公司推出的一个绘画功能很强大的软件，并且兼有图形绘画、图象处理、表格制能及制作支画等等许多功能。 、图象编辑软件 较流行的图象编辑软件有： （） Adobe photoshop： 是由美国 dobe 公司发展推 出的在国际上最有影响的一种面向美术创意与专业印刷领域的
23、图象处理软件，是功能最强与应用于最广的一种礼堂沟通电脑软件，用于黑白、彩色图象校正、修版、图象特技制作与分色等处理。倍受画家、摄影师、设计师、影视美术师和修版工的欢迎。集图像扫描、编辑修改、图像制作、广告创意、图像合成、图像输入 /输出于一体的专业图形处理软件。 Adobe Photoshop 为美术设计人员提供了无限的创意空间，可以从一个空白的画面或从一幅现成的图像开始，通过各种绘图工具的配合使用及图像调整方式的组合，在图像中任意调整颜色、明度、彩度、对比、 甚至轮廓及图像；通过几十种特殊滤镜的处理，为作品增添变幻无穷的魅力。 Adobe Photoshop 设计的所有结果均可以输出到彩色喷墨打印机、激光打印机打印出来。当然也可以软拷贝至任何出版印刷系统。 （） Adobe Dimensiona： 三维立体图案设计的专业软件。 （） Aldus Photostyler： 美国 Aldus 公司的 hotosrtyle 是彩色图象处理的软件。 、排版软件 目前较为浒的彩色排版软件有： （）方正维思（ its)和方正飞腾（ it）排版软件： its 适用于书刊、杂志、 广告设计等中文印刷出版行业的彩色排版。 Fit 是一个功能强大并且极具潜力的集成排版系统。
