一种用于计算机图形图像处理的记录仪及图像处理方法技术

本发明专利技术属于图像处理技术领域，公开了一种用于计算机图形图像处理的记录仪；采用了图形图像扫描模块对计算机图像进行采集，图形图像去噪模块对采集的图像进行去噪，图形图像预处理模块对图像的轮廓尖锐度进行增强处理，图形图像对比度模块提高图像的清晰度，图形图像转换模块对扫描的二维图像转换为三维图像，传输模块对转换的图像传输给用户。本发明专利技术结构简单，通过对扫描图形图像进行去噪、滤波、预处理、增强对比度、转换的方式，使呈现的图形图像正确，结构清晰，便于用户识别及理解，极大的方便了用户，可推广使用。

A recorder and image processing method for computer graphics and image processing

【技术实现步骤摘要】
一种用于计算机图形图像处理的记录仪及图像处理方法
本专利技术属于图像处理
，尤其涉及一种用于计算机图形图像处理的记录仪及图像处理方法。
技术介绍
目前，最接近的现有技术：记录仪是以先进的CPU为核心，并辅以大规模集成电路、大容量FLASH存储、信号智能调理以及高分辨率图形液晶显示器的新型智能化无纸记录仪表，是将一个或多个变量随时间或另一变量变化的过程转换为可识别和读取的信号的仪器，它能保存所记录的信号变化以便分析处理，记录仪的最大特点是能自动记录周期性或非周期性多路信号的慢变化过程和瞬态电平变化过程。但目前的图像质量较差，并且不能够进行转化，且受输入图形图像质量的影响大。综上所述，现有技术存在的问题是：目前记录仪处理的图像质量较差，不能够进行转化，且受输入图形图像质量的影响大。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种用于计算机图形图像处理的记录仪及图像处理方法。本专利技术是这样实现的，一种用于计算机图形图像处理的记录仪图像处理方法，所述用于计算机图形图像处理的记录仪图像处理方法，包括：步骤一，根据扫描位置的高度，支持模块利用可调节支架支撑并且可调节装置的高度，用以可扫描多种高度的显示图像；高度调整完成后，图形图像扫描模块利用扫描仪对计算机显示的图形图像进行扫描并进行图形图像记录；步骤二，根据扫描到的图形图像数据信息，主控模块控制图形图像去噪模块利用滤波图像去燥方法对扫描的图形图像进行去噪，保证在有效滤除噪声的前提下，又能保持图像的细节；图形图像预处理模块利用拉普拉斯算子锐化方法对图形图像的轮廓尖锐度进行增强处理；步骤三，主控模块控制图形图像对比度模块利用直方图处理法对图形图像对比度进行增强，提高图形图像的清晰度；图形图像转换模块利用卷积神经网络及匹配等方式对处理后的的图形图像进行转换为三维图像；步骤四，根据处理完成的图像数据信息，主控模块对图像信息进行储存；显示模块利用显示屏及操作按钮，显示处理后的图像状态，并且可查看处理个过程中的图像对比；步骤五，通过供电模块，为整个装置进行供电；并且传输模块通过USB插口、无线信号收发器等，将处理后的图像传输给用户；所述步骤四中，主控模块对图像信息进行图像储存的方法，包括：首先，将处理完成的图像按照相应的分割原则，使需要压缩的图像进行分解；然后，利用相应的DCT变换进行二维变化；变换完成后，对DCT系数进行量化，编码和传输；最后，通过对量化的DCT系数进行解码，并对图像块进行二维DCT反变换，拼接起来构成一幅完整的图像。进一步，所述步骤二中，图形图像去噪模块的去燥方法，具体如下：1)输入像素大小为W*H的图像x；定义零方阵的单位结构元素SE，其大小为m*m；利用所述单位结构元素SE定义均衡腐蚀运算：fΘSE(i，j)＝Median{f(i+h，j+k)-SE(h，k)}；{f(i+h，j+k)-SE(h，k)}；即把集合内灰度值的中值作为所述输入图像像素点(i,j)的灰度值；其中，i取值范围为[0,W-m],j取值范围为[0,H-m],h取值范围为[0,m-1],k取值范围为[0,m-1]；利用单位结构元素SE定义均衡膨胀运算：{f(i-h，j-k)+SE(h，k)}；即把集合内灰度值的中值作为所述输入图像像素点(i，j)的灰度值；其中，i取值范围为[0,W+m-2],j取值范围为[0,H+m-2],h取值范围为[0,n-1],k取值范围为[0,n-1]；2)设定粒子数为n，空间维数为D，第i个粒子的位置用D维向量Xi＝(Xi1，XiD)表示，第i个粒子的飞翔速度用D维向量Vi＝(Vi1，ViD)表示；所述粒子的初始位置和初速度各为(0，1)之间的随机数；根据所述初始位置得到所述单位结构元素SE的大小，即得到m的初值；3)用m为所述初值的单位结构元素SE对所述输入图像进行所述均衡腐蚀运算，得到大小为(W-m+1)*(H-m+1)的均衡腐蚀图像；4)用m为所述初值的单位结构元素SE对所述均衡腐蚀图像进行所述均衡膨胀运算，得到大小为W*H的均衡膨胀图像，并计算所述均衡膨胀图像的峰值信噪比PSNR；5)以所述峰值信噪比PSNR为代价函数，用粒子群优化技术更新所述粒子速度V与所述粒子位置X，得到全局最优的粒子位置；根据所述全局最优的粒子位置得到所述单位结构元素SE的大小，即得到n的最优值；6)用n为所述最优值的单位结构元素SE对所述的输入图像依次进行所述均衡腐蚀运算、均衡膨胀运算，得到输出图像。进一步，所述步骤二中，图形图像预处理模块的图像预处理方法，具体如下：1)二维图像函数f(x，y)做拉普拉斯变换即是求各向同性的二阶倒数，定义表达式如下：2)由于应用于图像处理，为便于计算，将二阶偏导数作简化处理，可以用二阶差分近似得到以下式子：由此可得出拉普拉斯算子的差分算子为：由上述可得到拉普拉斯算子变化增强图像的基本方法如下所示：进一步，所述步骤三中，图形图像对比度模块的增强对比度的方法，具体如下：1)计算原图直方图的方法如下：其中N为原图像素总数，L为灰度级的最大值，rk表示第k个灰度级，nk表示图中k级灰度级出现的次数，P(rk)则表示灰度级出现的概率；2)根据概率公式计算原图像的灰度累计分布函数Sk，再根据其计算出灰度变换表，公式如下：从s到r的反变换为：r＝T-1(s)，0≤s≤13)根据灰度变换的形式将原图像素的灰度级映射为新的灰度级来实现图像的清晰度。进一步，所述步骤三中，图形图像转换模块的图像转换方法，具体如下：1)对二维目标图像进行边缘检测，通过边缘检测确定二维目标图像中目标对象的边缘，然后进一步根据目标对象的边缘确定目标对象的位置；2)采用卷积神经网络对二维目标图像进行特征提取，提取内容包含目标对象的属性信息及各目标对象之间的相对位置和大小；3)根据目标对象的属性信息确定目标对象对应的目标三维图像。进一步，所述三维图像的确定首先建立三维图像库，三维图像库中包括各类三维图像，比如人、猫、狗、自行车、花卉、云等对应的三维图像，具体实施中，采用三维建模工具中一些基本的几何元素，如立方体、球体等，通过一系列几何操作，如平移、旋转、拉伸以及布尔运算等来构建复杂的三维图像，三维建模工具包括DMAX、SoftImage、Maya、UG以及AutoCAD。进一步，所述处理完成的图像进行分割的过程，如下：将去噪完成后的图像，利用相应的算法设定一定的分割值进行分水岭分割变换；根据分水岭分割变换完成的区域，建立相应的带权图集；根据带权图集，求带全图边界上的权值，完成相似度和对角矩阵的赋值；根据赋值完成的分水岭分割相似度和对角矩阵方程，求出相应的特征值与特征向量；根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于计算机图形图像处理的记录仪图像处理方法，其特征在于，所述用于计算机图形图像处理的记录仪图像处理方法，包括：/n步骤一，根据扫描位置的高度，支持模块利用可调节支架支撑并且可调节装置的高度，用以可扫描多种高度的显示图像；高度调整完成后，图形图像扫描模块利用扫描仪对计算机显示的图形图像进行扫描并进行图形图像记录；/n步骤二，根据扫描到的图形图像数据信息，主控模块控制图形图像去噪模块利用滤波图像去燥方法对扫描的图形图像进行去噪，保证在有效滤除噪声的前提下，又能保持图像的细节；图形图像预处理模块利用拉普拉斯算子锐化方法对图形图像的轮廓尖锐度进行增强处理；/n步骤三，主控模块控制图形图像对比度模块利用直方图处理法对图形图像对比度进行增强，提高图形图像的清晰度；图形图像转换模块利用卷积神经网络及匹配等方式对处理后的的图形图像进行转换为三维图像；/n步骤四，根据处理完成的图像数据信息，主控模块对图像信息进行储存；显示模块利用显示屏及操作按钮，显示处理后的图像状态，并且可查看处理个过程中的图像对比；/n步骤五，通过供电模块，为整个装置进行供电；并且传输模块通过USB插口、无线信号收发器等，将处理后的图像传输给用户；/n所述步骤四中，主控模块对图像信息进行图像储存的方法，包括：/n首先，将处理完成的图像按照相应的分割原则，使需要压缩的图像进行分解；/n然后，利用相应的DCT变换进行二维变化；变换完成后，对DCT系数进行量化，编码和传输；/n最后，通过对量化的DCT系数进行解码，并对图像块进行二维DCT反变换，拼接起来构成一幅完整的图像。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于计算机图形图像处理的记录仪图像处理方法，其特征在于，所述用于计算机图形图像处理的记录仪图像处理方法，包括：
步骤一，根据扫描位置的高度，支持模块利用可调节支架支撑并且可调节装置的高度，用以可扫描多种高度的显示图像；高度调整完成后，图形图像扫描模块利用扫描仪对计算机显示的图形图像进行扫描并进行图形图像记录；
步骤二，根据扫描到的图形图像数据信息，主控模块控制图形图像去噪模块利用滤波图像去燥方法对扫描的图形图像进行去噪，保证在有效滤除噪声的前提下，又能保持图像的细节；图形图像预处理模块利用拉普拉斯算子锐化方法对图形图像的轮廓尖锐度进行增强处理；
步骤三，主控模块控制图形图像对比度模块利用直方图处理法对图形图像对比度进行增强，提高图形图像的清晰度；图形图像转换模块利用卷积神经网络及匹配等方式对处理后的的图形图像进行转换为三维图像；
步骤四，根据处理完成的图像数据信息，主控模块对图像信息进行储存；显示模块利用显示屏及操作按钮，显示处理后的图像状态，并且可查看处理个过程中的图像对比；
步骤五，通过供电模块，为整个装置进行供电；并且传输模块通过USB插口、无线信号收发器等，将处理后的图像传输给用户；
所述步骤四中，主控模块对图像信息进行图像储存的方法，包括：
首先，将处理完成的图像按照相应的分割原则，使需要压缩的图像进行分解；
然后，利用相应的DCT变换进行二维变化；变换完成后，对DCT系数进行量化，编码和传输；
最后，通过对量化的DCT系数进行解码，并对图像块进行二维DCT反变换，拼接起来构成一幅完整的图像。


2.如权利要求1所述的用于计算机图形图像处理的记录仪图像处理方法，其特征在于，所述步骤二中，图形图像去噪模块的去燥方法，具体如下：
1)输入像素大小为W*H的图像x；定义零方阵的单位结构元素SE，其大小为m*m；利用所述单位结构元素SE定义均衡腐蚀运算：
fΘSE(i，j)＝Median{f(i+h，j+k)-SE(h，k)}；
{f(i+h，j+k)-SE(h，k)}；
即把集合内灰度值的中值作为所述输入图像像素点(i,j)的灰度值；其中，i取值范围为[0,W-m],j取值范围为[0,H-m],h取值范围为[0,m-1],k取值范围为[0,m-1]；
利用单位结构元素SE定义均衡膨胀运算：



{f(i-h，j-k)+SE(h，k)}；
即把集合内灰度值的中值作为所述输入图像像素点(i，j)的灰度值；其中，i取值范围为[0,W+m-2],j取值范围为[0,H+m-2],h取值范围为[0,n-1],k取值范围为[0,n-1]；
2)设定粒子数为n，空间维数为D，第i个粒子的位置用D维向量Xi＝(Xi1，XiD)表示，第i个粒子的飞翔速度用D维向量Vi＝(Vi1，ViD)表示；所述粒子的初始位置和初速度各为(0，1)之间的随机数；根据所述初始位置得到所述单位结构元素SE的大小，即得到m的初值；
3)用m为所述初值的单位结构元素SE对所述输入图像进行所述均衡腐蚀运算，得到大小为(W-m+1)*(H-m+1)的均衡腐蚀图像；
4)用m为所述初值的单位结构元素SE对所述均衡腐蚀图像进行所述均衡膨胀运算，得到大小为W*H的均衡膨胀图像，并计算所述均衡膨胀图像的峰值信噪比PSNR；
5)以所述峰值信噪比PSNR为代价函数，用粒子群优化技术更新所述粒子速度V与所述粒子位置X，得到全局最优的粒子位置；根据所述全局最优的粒子位置得到所述单位结构元素SE的大小，即得到n的最优值；
6)用n为所述最优值的单位结构元素SE对所述的输入图像依次进行所述均衡腐蚀运算、均衡膨胀运算，得到输出图像。


3.如权利要求1所述的用于计算机图形图像处理的记录仪图像处理方法，其特征在于，所述步骤二中，图形图像预处理模块的图像预处理方法，具体如下：
1)二维图像函数f(x，y)做拉普拉斯变换即是求各向同性的二阶倒数，定义表达式如下：



2)由于应用于图像处理，为便于计算，将二阶偏导数作简化处理，可以用二阶差分近似得到以下式子：






由此可得出拉普拉斯算子的差分算子为：



由上述可得到拉普拉斯算子变化增强图像的基本方法如下所示：





4.如权利要求1所述的用于计算机图形图像处理的记录仪图像处理方法，其特征在于，所述步骤三中，图形图像对比度模块的增强对比度的方法，具体如下：
1)计算原图直方图的方法如下：



其中N为原图像素总数，L为灰度级的最大值，rk表示第k个灰度级，nk表示图中k级灰度级出现的次数，P(rk)则表示灰度级出现的概率；
2)根据概率公式计算原图像的灰度累计分布函数Sk，再根据其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张闻芳，
申请(专利权)人：湖南城市学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43