激光直写机图形图像软件设计

论文摘要

激光直写是一种激光微细加工技术,该技术利用高能量密度的激光束作用于目标物体,使目标表面发生物理或化学的变化,从而获得持久可见的标记图案。激光直写机是综合光学、机械、电子和计算机等技术于一身的光机电一体化系统,它采用激光直写技术对工件进行激光加工。激光直写机中包含对图形和图像的处理。作为激光直写机系统软件的重要组成部分,图形图像软件主要用于支持各种图形图像的输入,并对图形图像进行处理从而得到加工数据。针对目前激光直写机图形图像处理中存在的各种问题,本文设计并实现了一套图形图像软件,用于在激光直写机中实现对矢量图和位图的处理。本文主要对激光直写机图形图像软件的设计和实现进行了讨论。本文的主要工作包括:1、介绍了Python语言;分析了图形图像软件的功能需求,并对软件进行了总体设计;实现了软件的控制界面和各个功能模块。2、实现了基于格式模板文件的DXF解析方法。3、实现了基于数字曲线多边形逼近的位图矢量化方法。4、展示了图形图像软件的实现效果和应用情况。本文的特点在于:采用了Python语言进行软件开发;将一种基于格式模板文件的DXF解析方法用于在激光直写机中完成对DXF的解析;将数字曲线多边形逼近算法用于位图矢量化,很好地实现了针对位图的激光直写。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 激光直写技术概述
• 1.2 激光直写机图形图像处理的研究
• 1.2.1 矢量图处理的研究现状
• 1.2.2 位图处理的研究现状
• 1.2.3 本文的研究内容
• 1.3 本文的主要工作和结构安排
• 第二章 图形图像软件的设计与实现
• 2.1 Python 语言概述
• 2.2 软件的功能需求分析
• 2.3 软件的总体设计
• 2.3.1 软件的框架结构
• 2.3.2 核心系统的组成
• 2.3.3 软件的功能模块
• 2.4 控制界面的实现
• 2.4.1 界面元素分解
• 2.4.2 界面实现
• 2.5 图形绘制模块的实现
• 2.5.1 Tkinter绘图简介
• 2.5.2 绘图管理机制
• 2.5.3 代码实现
• 2.6 DXF 解析模块的实现
• 2.7 位图矢量化模块的实现
• 2.8 LDW 读写模块的实现
• 2.8.1 LDW 文件格式
• 2.8.2 LDW 读写流程
• 2.9 图形变换模块的实现
• 2.9.1 仿射变换原理
• 2.9.2 代码实现
• 2.10 数据转换模块的实现
• 2.10.1 直线逼近技术
• 2.10.2 区域填充算法
• 第三章 基于格式模板文件的DXF 解析
• 3.1 格式模板文件
• 3.1.1 DXF 文件的格式
• 3.1.2 格式模板文件的格式
• 3.2 DXF 文件解析
• 3.2.1 文件读取
• 3.2.2 实体段解析
• 3.2.3 基于解析模板的图元数据提取
• 3.3 解析结果
• 第四章 基于数字曲线多边形逼近的位图矢量化
• 4.1 Freeman 链码与数字曲线
• 4.2 从位图中提取数字曲线
• 4.2.1 处理类型选择
• 4.2.2 二值化
• 4.2.3 骨架提取
• 4.2.4 边缘提取
• 4.3 数字曲线多边形逼近算法
• 4.3.1 Freeman链码生成
• 4.3.2 近似数字直线段提取
• 4.3.3 多边形逼近
• 4.4 矢量化结果
• 第五章 图形图像软件的应用
• 5.1 软件的实现效果
• 5.2 软件的应用情况
• 第六章 总结与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果