Digital-image-processing
Author: L1B0
请在连接外网的前提下用markdown编辑器打开，保证最佳效果:-)
0x00 文件说明
- Source_Code文件夹包含项目的所有源码。
- Test_Images文件夹包含测试用的图片
- Result_Images文件夹包含所有测试结果的截图
- picture_demo是可执行文件
- imageTrans.py是第八周图像变换的作业
0x01 picture-demo（除第八周作业）
1. 系统亮点
- 界面简洁大方，功能栏位于在左侧方便点击。
- 图片保存，压缩，边缘闭合通过右键菜单实现。
- 图片打开时系统自动识别图片格式，若为彩图则提示是否转为灰度图。
- 图片应用功能，通过右键点击应用将点击的图片应用到其它界面上，实现了图片变换效果的叠加。
- 图片过大时出现滚动条，方便查看。
- 灰度直方图统计功能：系统会通过迭代法确定最佳阀值，并显示在输入框的背景文字上，用户也可自定义。
- 点运算中三种变换均支持动态参数，并且有变换前后的效果对比。
2. 开发环境
- 运行环境：Linux(deepin) - Qt Creator 4.6.2 based on Qt 5.11.1
- 语言：C++
- 依赖：qmake
3. 编译(已有可执行文件，可忽略这步)
cd picture_demo
qmake -project
qmake
make clean
vim picture_demo.pro
QT+=core widgets printsupport//添加这行，保存退出
make
4. 运行
./picture_demo
5. 功能描述＆测试结果
运行过程中会输出一些调试过程的结果，请忽略:-)
已实现功能(图片均指灰度图)：
- 打开保存图片
- 图片采样率的改变
- 图片灰度级的改变
- 图片放缩（最近邻和双线性插值算法），图片旋转
- 图片平移（以图片过大时出现滚动条间接实现）
- 展示8幅位平面图片，支持保存功能
- 灰度值统计，包括动态改变阀值，图片的像素总数，平均灰度，中值灰度，灰度的标准差以及灰度直方图的展示
- 灰度直方图均衡化
- 点运算，包括线性变换和两种非线性变换
- 图像平滑，包括均值，中值，K邻域三种模板
- 图像锐化， 包括Roberts，Sobel，Laplacian三种算子。
- 图像增强-自定义模板
- 图像的边缘检测（拉普拉斯算子和Kirsch算子）
- 图像边缘闭合
- 图像中直线的检测（仅支持二值图）
- 图像压缩及解压缩（huffman编码和游程编码）
5.1 打开图像
用户可通过文件（菜单栏 ）-> 打开或快捷键Ctrl+O打开图片。
5.2 保存图片
除位平面界面的８幅位平面图片只能通过save all按钮一次保存８幅图片之外（该保存路径默认和原图路径相同），其余界面中的图片均可通过右键保存图片。
5.3 图像放缩
缩放范围在原图大小的1/11-10，旋转每次顺时针转90度。
5.4 采样率
采样率不应超过原图的宽高，若超出则不做变换。
5.5 灰度级
灰度级输入在1-256之间，若超出则不做变换。
5.6 位平面
5.7 灰度直方图
支持阀值自定义，并且系统将原图通过迭代法算出最佳阀值，显示在输入框的背景文字。
5.8 灰度直方图均衡化
将原图的灰度范围均衡至0-255
5.9 点运算
将原图的灰度通过函数映射转换成新图。
5.10 图像平滑
支持均值，中值和K邻域三种模板。
5.11 图像锐化
通过Roberts，Sobel，Laplacian三种算子对图像进行锐化。
5.12 图像增强-自定义模板
5.13 边缘检测
- 拉普拉斯算子
- Kirsch算子
5.14 边缘闭合
通过八邻域和16邻域的检测实现边缘点的闭合。
左边为效果图，右边为原图
5.15 直线检测
通过霍夫变换对二值图进行处理，若是识别到直线则用蓝色像素点标识。
- 原图
- 检测结果
5.16 图像压缩
- huffman编码
原理
利用数组模拟哈弗曼树，对图像的灰度频率进行huffman编码。
压缩文件格式
压缩文件数据包括原图的宽高，哈弗曼树中各个节点的左儿子、右儿子和父节点在数组的位置，以及原图图像数据经huffman编码的二进制流。
huffman编码的二进制流解释：比如说有两个哈弗曼编码值，分别为10111和01101，写入文件时二进制流为1011011101。
压缩
可以看到压缩之后的文件大小是原图的1/3。
解压缩
- 游程编码
原理
与游程编码的官方定义差不多。
压缩文件格式
文件的前8个字节为图像的宽度和高度，之后每两个字节一组，第一个字节为重复次数，第二个字节为灰度值。
若重复次数超过256，则重复模256，除256写入。
压缩
解压缩
0x02 imageTrans.py（第八周作业-图像变换）
1. 开发环境
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运行环境：Linux(deepin)，windows应该也行
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语言：Python2
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依赖库：cv2, numpy, pywt, matplotlib
2. 功能说明
此脚本实现了图片的傅里叶变换，离散余弦变换和小波变换，展示的结果包括原图，三种变换结果的频谱图以及反变换重构结果。
3. 测试结果
运行脚本，python imageTrans.py 即可
然后输入图像的路径（绝对路径和相对路径均可）
在我的环境里，cv2的dct函数处理图像时若图像的长度或高度为奇数会异常退出
运行结果如下图
绝对路径
相对路径
