pikapikapikaori/ImgProcess

A simple image processing project based on flask & vue.

ImgProcess 功能文档

项目成员

• 李亦杨 10195101467: 后端（基于直方图的图像分析与图像增强、图像分割、图像去噪）、前端
• 刁泽皓 10195101470: 后端（图像的基本操作、图像的平滑与锐化、图像形态学操作）

项目文件简述

• 后端在根目录下。
• 前端在目录/static下。
• 针对年龄变换项目的技术理解报告在/report下，可以直接下载pdf文件阅读已编译好的pdf文件。
• 项目功能文档为根目录下的README文件，即本文件，也可以参考前端项目的主界面介绍，可以直接在Release中下载编译完成的前端文件。

运行方法

• 后端：cd到根目录/ImgProcess下，使用命令flask run启动。请勿改变后端端口。
• 前端：cd到目录/ImgProcess/static下，使用命令npm run serve启动；或者也可以在Release下载打包好的前端文件dist.zip，解压后使用浏览器打开dist文件夹内的index.html文件即可。

也可以在选择好安装了Python 3.8与Vue 3的环境后，运行根目录/ImgProcess下的run.sh来运行。

项目配置

运行端口

• 前端：9091
• 后端：5000

项目环境

• 前端：
  • Vue: 2.6.11
  • element-ui: 2.15.8
  • vue-router: 3.5.4
• 后端：
  • Python: 3.8
  • Flask: 2.1.2
  • Flask-Cord: 3.0.10
  • Pillow: 9.1.1
  • matplotlib: 3.5.2
  • numpy: 1.22.4
  • opencv-python: 4.55.64

功能清单

本项目实现了基础的图片处理功能。

项目实现的功能大致可以分为以下几个部分：

• 图像的基本操作
• 基于直方图的图像分析
• 图像分割
• 图像的平滑与锐化
• 图像形态学操作
• 图像去噪

图像基本操作

1. 图像的灰度化

2. 图像的二值化

3. 两张图片的逻辑与操作

   仅支持灰度图。

4. 两张图片的逻辑或操作

   仅支持灰度图。

5. 图片的逻辑非操作

   仅支持灰度图。

6. 两张图像的加法

7. 两张图像的减法

8. 两张图片的乘法

9. 两张图片的除法

10. 图像的翻转

    可自选三种反转方向：水平翻转、垂直翻转、对角翻转。

11. 图像的平移

    可自选平移的像素值，可自选平移的方向。

12. 图像的旋转

    可自选旋转的角度，实现了图像旋转后自动调整大小以防止图像部分缺失。

13. 图像的放缩

    可自选图像在x、y方向上的放缩比例。

基于直方图的图像分析与图像增强

1. 图像的灰度直方图

   同时输出灰度图中像素值的最值。

2. 图像的彩色直方图

   将图像b、g、r三个通道的直方图绘制于同一张图中，同时输出各自的像素值的最值。

图像分割

1. 图像边缘检测

   实现了基于多种算子的边缘检测功能：

   • Roberts算子

     支持自定义处理后的两张图像的权值与偏置。

   • Sobel算子

     支持自定义处理后的两张图像的权值与偏置。

   • Laplacian算子

     支持自定义高斯滤波的卷积核大小与偏差值，以及Laplacian算子的核大小。

   • LoG算子

   • Canny算子

     支持自定义高斯滤波的卷积核大小与偏差值。

2. 图像的线条变化检测

   实现了基于HoughLines与HoughLinesP的线条变化检测功能。

图像的平滑与锐化

1. 空域平滑

   实现了多种平滑方法：

   • 领域平均法

     可自定义计算单元核数。

   • 中值滤波法

     可自定义计算单元核数。

2. 空域锐化

   实现了基于多种算子的空域锐化方法；

   • Robert算子
   • Laplacian算子
   • Sobel算子
   • Prewitt算子

3. 频域平滑

   实现了对灰度图的多种平滑方法：

   • 理想低通滤波

     可自定阈值。

   • 巴特沃斯低通滤波

     可自定阈值与阶数。

   • 指数低通滤波

     可自定阈值与阶数。

4. 频域锐化

   实现了对灰度图的多种锐化方法：

   • 理想高通滤波

     可自定阈值。

   • 巴特沃斯高通滤波

     可自定阈值与阶数。

   • 指数高通滤波

     可自定阈值与阶数。

图像形态学操作

1. 腐蚀
2. 膨胀
3. 开运算
4. 闭运算

以上功能均可自定义结构元类型与大小。

图像去噪

1. 添加高斯噪声

2. 添加椒盐噪声

   可自定义椒盐噪声范围。

3. 均值滤波

   实现了多种滤波器：

   • 算术均值滤波器

   • 几何均值滤波器

   • 谐波均值滤波器

     可自定义滤波器大小。

   以上均支持自定义滤波器大小.

4. 统计滤波

   实现了多种滤波器：

   • 中值滤波器
   • 最大值滤波器
   • 最小值滤波器

5. 频域滤波

   考虑到低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器的本质差别只在于允许通过的像素点范围，因而本项目将其综合为一个通用的频域滤波器，可自定义允许通过的一段像素范围，以及未通过的像素的新值。

实际应用场景

基于实际应用的考虑，本项目利用Vue实现了一个前端，允许用户在手动上传图片，并跳转到所需执行的功能对应的界面后，选择已上传的图片并自定义部分参数完成对图片的处理功能。

目前而言，本项目已实现的可用于图片处理的功能主要包括：翻转、旋转、灰度化、二值化、反色、去噪、边缘检测等。