基于图像的虚拟扫描仪开题报告

1. 研究目的与意义

一图胜千言，由于图片不受地区和语言限制，并且在传词达意上更为生动，也逐渐成为人们生活中沟通交流的主体。时至今日，随着移动互联网，智能手机和社交网络的发展，我们每天能接受到海量的图片信息。在我们的日常生活，娱乐，学习甚至休息的过程中，都能看到图片的身影，譬如街边的广告牌；地铁口的宣传海报；老师讲课的课件等等。与此同时，也有着越来越多针对图像处理的软件被开发出来，其中，matlab凭借完备的图形处理功能以及功能强大的图形处理工具箱，加之被证明过的矩阵运算能力，已经逐步成为图像处理课题研究界的标杆。

传统扫描仪自20世纪80年代问世以来，所扮演的角色就十分重要，它是一种计算机外部输入设备，主要负责将获得的图像转换为计算机可以加以处理的数字信息，以及对文档图像进行扫描、打印成文字从而实现文字的提取和输出。并且随着当下便携式成像设备的普及，譬如数码相机，无人机，高拍仪，手机这些设备变得“人手一份”时，越来越多的人们可以随时随地得获取图片和文档图像。可是在实际生活中，有时我们通过移动设备所获取的图片并不令人满意，甚至完全无法达到清晰打印的标准。如果将成像效果不好的图像文档和图片直接打印或者传入计算机，对接下来的操作反而起了阻塞作用。因为在移动设备获取文档图像的过程中，可能造成影响的因素是多种多样的。譬如不注意拍摄时的角度和光线会导致图像对比度偏低，扫描仪可能无法识别；一张图像上包含了太多文字信息，直接扫描或者打印，也会导致结果的清晰度不够，还有可能产生许多错误信息；甚至因为拍摄者手法和技巧的原因，也可能会导致图片中的信息难以被检测到，进而影响其识别。本次设计，正是针对移动设备获取的文档图像有时无法直接打印，或者直接打印时效果并不理想的现状；基于matlab环境，在实际打印前，对该类图像进行加工处理，以确保达到清晰打印的标准，从功能上实现基于图像的虚拟扫描仪。

此外，随着人们对于软件操作界面要求的提升，此次设计中，搭建一个高质量的交互界面更能贴合当下大众用户的心理和标准，使用户操作起来更加便捷。而gui则是指采用图形方式显示计算机操作的用户界面。能让使用者只需要通过用鼠标点击界面上的按钮，就可以完成对图像的处理工作，一定程度上解放了键盘。此类用户界面优点在于它的标准化和便捷程度远高于传统的处理界面。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：

本次设计主要基于gui设计和matlab软件下的图像处理功能进行研究，主要包括以下内容：

1.针对不合规的文档图像的预处理方法；

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

输出的文档图像，最终呈现的结果应当是清晰，符合扫描仪打印标准的文档图像，这其中涉及到的图像处理部分，都应包含在设计的gui界面中。

对文档图像进行文字部分的定位与分割之前，首先应当先对图像进行预处理，用以消除图像本身的一些干扰因素。传统的图像预处理方法包括去噪，增强，二值化。其中针对不同的噪声可采用不同的滤波方式，譬如采用中值滤波去除椒盐噪声，采用均匀滤波去除高斯噪声；直方图归一化可用于增强对比度从而实现图像增强；二值化则可以采用阈值分割的方法加以实现。

4. 参考文献

[1] 蒋智文.视觉文档图像的矫正方法研究[d].华南理工大学，2015.

[2] 李磊. 基于matlab gui的数字图像处理系统设计[d].成都理工大学, 2012.

[3] 王文成，李健，王瑞兰，吴小进，孙学岩.基于matlab gui的数字图像处理仿真平台设计开发[j].实验技术与管理，2019，36（02）：141-144.

5. 计划与进度安排

（1）2022年2月24日~2022年3月8日：收集资料，确定大致研究方案，并撰写开题报告。

（2）2022年3月8日~2022年3月22日：熟悉软件并完成gui界面中针对图像预处理的主要内容。

（3）2022年3月23日~2022年4月5日：完成对文档图像透视形变与表面弯曲的矫正。