天氣圖像去噪的詳細(xì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u2734天氣圖像去噪的詳細(xì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例 159521.系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì) 1306651.1系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 172021.1.1數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì) 249041.2系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì) 382101.2.1系統(tǒng)功能模塊圖 322611.2.1系統(tǒng)ER圖 4122192.1注冊登錄模塊 5103472.1.1注冊功能 58712.2主頁面模塊 7152962.2.2暗通道圖像去噪 8116432.2.3單尺度Retinex去噪 8255762.2.4多尺度Retinex去噪 8189372.2.5MMSR去噪 9141242.3.保存功能 979483.1軟硬件平臺 11286593.1.1測試概述 12242873.1.2測試原則 12152713.1.3測試方法 13320863.2測試的目的 14292203.3系統(tǒng)功能測試 14246703.3.1注冊功能測試 153023.3.2登錄功能測試 15102263.3.3主頁面功能測試 161.系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)1.1系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)本系統(tǒng)在用戶注冊登錄時(shí)和圖像信息保存時(shí)需要用到數(shù)據(jù)庫，并在此進(jìn)行數(shù)據(jù)庫相關(guān)的設(shè)計(jì)。1.1.1數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)在該系統(tǒng)中，因?yàn)槿ピ胂到y(tǒng)對于不同用戶的信息進(jìn)行保存，所以需要數(shù)據(jù)庫作為系統(tǒng)的輔助功能，數(shù)據(jù)庫記錄的是用戶的信息表和圖像數(shù)據(jù)表。本系統(tǒng)采用的后臺數(shù)據(jù)庫是Mysql數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，MySQL是一種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，關(guān)系數(shù)據(jù)庫將數(shù)據(jù)保存在不同的表中，而不是將所有數(shù)據(jù)放在一個(gè)大倉庫內(nèi)，這樣就增加了速度并提高了靈活性。數(shù)據(jù)庫中包括表4-1和4-2。用戶信息數(shù)據(jù)庫表本數(shù)據(jù)庫表的作用是對于不同用戶的信息進(jìn)行保存，其中表包括了用戶賬號和用戶密碼表4-11. 用戶信息數(shù)據(jù)庫表列名數(shù)據(jù)類型長度允許為空說明Idvarchar18否用戶賬號passwdvarchar18否用戶密碼2.）圖像信息數(shù)據(jù)表本數(shù)據(jù)庫表的作用是對于不同用戶的圖像信息進(jìn)行保存，其中表包括了圖像編號、圖像對應(yīng)的用戶賬戶和圖像路徑： 表4-2圖像信息數(shù)據(jù)庫表列名數(shù)據(jù)類型長度允許為空說明Img_idint10否圖像編號idvarchar18否圖像對應(yīng)的用戶賬戶pathvarchar200否圖像路徑1.2系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)1.2.1系統(tǒng)功能模塊圖本系統(tǒng)是基于python的惡劣天氣圖像去噪系統(tǒng)，主要目標(biāo)是對于不同的惡劣天氣進(jìn)行圖像的去噪，如下圖4-3所示的惡劣天氣圖像去噪系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)示意圖：圖4-3系統(tǒng)功能模塊圖1.2.1系統(tǒng)ER圖E-R圖也稱實(shí)體-聯(lián)系圖(EntityRelationshipDiagram)，它提供了表示實(shí)體類型、屬性和聯(lián)系的方法，用來描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型。本系統(tǒng)具有用戶實(shí)體，用戶實(shí)體包括賬號、密碼、圖片數(shù)據(jù)這些屬性，用戶信息實(shí)體屬性如圖4-4所示：圖4-4用戶實(shí)體屬性圖2.系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)2.1注冊登錄模塊本系統(tǒng)具有注冊、登陸功能，用戶進(jìn)入本系統(tǒng)需要完成相關(guān)的操作。2.1.1注冊功能下面是程序的登錄界面，考慮到本程序是一個(gè)系統(tǒng)，所以設(shè)定了用戶登錄功能，不同用戶可以登錄不同的賬號和密碼，并且本程序設(shè)定了數(shù)據(jù)庫，所以不同用戶登錄進(jìn)入后顯示的數(shù)據(jù)也不一樣，如圖5-1所示：圖5-1登錄界面當(dāng)新用戶進(jìn)入系統(tǒng)，需要進(jìn)行注冊，點(diǎn)擊登錄頁面下方的注冊，即可進(jìn)行新用戶的注冊，并對于兩次輸入的密碼進(jìn)行驗(yàn)證，當(dāng)兩詞密碼輸入一致則顯示彈窗“注冊成功”，當(dāng)兩次密碼輸入不一致則顯示彈窗“兩次密碼輸入不一致”。如圖5-2，5-3，5-4所示。

圖5-2錄入新用戶的賬號密碼設(shè)計(jì)的注冊功能的邏輯中，因?yàn)榭紤]到用戶可能對于新設(shè)置的密碼記憶不清楚，為了加深用戶對于正確密碼的印象，以及檢驗(yàn)密碼，所以設(shè)置本功能，當(dāng)密碼和再次確認(rèn)密碼一致時(shí)，則會(huì)彈出彈窗，顯示賬號注冊成功。圖5-3新用戶注冊成功設(shè)計(jì)的注冊功能的邏輯中，因?yàn)榭紤]到用戶可能對于新設(shè)置的密碼記憶不清楚，為了加深用戶對于正確密碼的印象，以及檢驗(yàn)密碼，所以設(shè)置本功能，當(dāng)密碼與再次確認(rèn)密碼不一致時(shí)，則會(huì)彈出彈窗，顯示賬號兩次輸入的密碼不一致，選擇“ok”按鈕，則提醒用戶返回“注冊信息”頁面，再次進(jìn)行密碼輸入圖5-4新用戶兩次密碼輸入不一致2.2主頁面模塊2.2.1.主頁面用戶進(jìn)入系統(tǒng)，則顯示本頁面，可以選擇圖片，并進(jìn)行四種方式圖像去噪：暗通道去噪、單尺寸Retinex去噪、多尺度Retinex去噪、MMSR去噪和兩種圖片增強(qiáng)方法：全局直方圖增強(qiáng)、局部直方圖增強(qiáng)，以及添加了直方圖繪制模塊。如圖5-5系統(tǒng)主頁面顯示所示圖5-5系統(tǒng)主頁面顯示2.2.2暗通道圖像去噪在無霧圖像中，每一個(gè)局部區(qū)域都很有可能會(huì)有陰影，或者是純顏色的東西，又或者是黑色的東西。因此，每一個(gè)局部區(qū)域都很有可能有至少一個(gè)顏色通道會(huì)有很低的值。把這個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律叫做DarkChannelPrior。圖5-6暗通道圖像去噪展示2.2.3單尺度Retinex去噪單尺度Retinex算法的處理過程非常擬合人眼的視覺成像過程，該算法的基本思路是：首先先構(gòu)建高斯環(huán)繞函數(shù)，然后利用高斯環(huán)繞函數(shù)分別對圖像的三個(gè)色彩通道(R、G和B)進(jìn)行濾波，則濾波后的圖像就是我們所估計(jì)的光照分量，接著再在對數(shù)域中對原始圖像和光照分量進(jìn)行相減得到反射分量作為輸出結(jié)果圖像。圖5-7單尺寸Retinex去噪展示2.2.4多尺度Retinex去噪多尺度的Retinex在顏色保持和細(xì)節(jié)突出等方面比單尺度的SSR要好很多，但是一般情況下尺度選擇為3，所以一次MSR等同于三次的SSR，在時(shí)間復(fù)雜度上要超出很多。圖5-8多尺度Retinex去噪展示2.2.5MMSR去噪MMSR支持圖像超分和視頻超分的處理。雖然取名MMSR，它也能夠容易地適應(yīng)其他底層視覺的任務(wù)，比如去噪(denoise)，去模糊(deblurring)等。圖5-9MMSR去噪展示2.3.保存功能2.3.1保存功能本功能的邏輯為：考慮到用戶使用本系統(tǒng)，對不同惡劣天氣的圖像進(jìn)行去噪，圖像會(huì)在其他渠道進(jìn)行一些應(yīng)用，所以可以輸出去噪后的圖片，并保存在電腦中，方便用戶對于圖像收集和后續(xù)的使用。如圖5-10、5-11所示圖5-10去噪圖片保存展示用戶選擇將去噪后的圖片保存在電腦中后，本系統(tǒng)會(huì)彈出彈窗，告知用戶圖片已保存成功，防止用戶因?yàn)椴恢獔D片是否保存成功，而重復(fù)保存去噪后的圖片。圖5-11保存圖片彈窗提醒展示2.3.2刪除功能本功能考慮到用戶可能會(huì)有數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的操作，所以添加了刪除功能，在右側(cè)個(gè)人圖庫雙擊圖片的保存入境即可選擇刪除。雙擊之后，即可彈出彈窗，彈窗顯示“確認(rèn)從相冊刪除這條圖像”點(diǎn)擊”Yes”或者”No”即可選擇對應(yīng)的操作.圖5-12刪除圖片彈窗提醒展示3.系統(tǒng)測試3.1軟硬件平臺本文所用的硬件配置如表6-1所示。表6-1硬件配置CPUInteli5-45903.30GHz內(nèi)存大小8G顯卡NVIDIAGTX1060顯存容量6G在軟件上配置如表6-2所示。表6-2軟件配置操作系統(tǒng)Windows7旗艦版Qt版本Qt2.6Python版本Python3.3.8MySQL版本MySQL2.6Flask版本Flask1.1.23.1.1測試概述軟件測試是伴隨著軟件的產(chǎn)生而產(chǎn)生的。早期的軟件開發(fā)過程中軟件規(guī)模都很小、復(fù)雜程度低，軟件開發(fā)的過程混亂無序、相當(dāng)隨意，測試的含義比較狹窄，開發(fā)人員將測試等同于“調(diào)試”，目的是糾正軟件中已經(jīng)知道的故障，常常由開發(fā)人員自己完成這部分的工作。對測試的投入極少，測試介入也晚，常常是等到形成代碼，產(chǎn)品已經(jīng)基本完成時(shí)才進(jìn)行測試。到了上世紀(jì)80年代初期，軟件和IT行業(yè)進(jìn)入了大發(fā)展，軟件趨向大型化、高復(fù)雜度，軟件的質(zhì)量越來越重要。這個(gè)時(shí)候，一些軟件測試的基礎(chǔ)理論和實(shí)用技術(shù)開始形成，并且人們開始為軟件開發(fā)設(shè)計(jì)了各種流程和管理方法，軟件開發(fā)的方式也逐漸由混亂無序的開發(fā)過程過渡到結(jié)構(gòu)化的開發(fā)過程，以結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)化評審、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)化測試為特征。人們還將“質(zhì)量”的概念融入其中，軟件測試定義發(fā)生了改變，測試不單純是一個(gè)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的過程，而且將測試作為軟件質(zhì)量保證(SQA)的主要職能，包含軟件質(zhì)量評價(jià)的內(nèi)容，BillHetzel在《軟件測試完全指南》(CompleteGuideofSoftwareTesting)一書中指出：“測試是以評價(jià)一個(gè)程序或者系統(tǒng)屬性為目標(biāo)的任何一種活動(dòng)。測試是對軟件質(zhì)量的度量?！边@個(gè)定義至今仍被引用。軟件開發(fā)人員和測試人員開始坐在一起探討軟件工程和測試問題。軟件測試已有了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(IEEE/ANSI)，1983年IEEE提出的軟件工程術(shù)語中給軟件測試下的定義是：“使用人工或自動(dòng)的手段來運(yùn)行或測定某個(gè)軟件系統(tǒng)的過程，其目的在于檢驗(yàn)它是否滿足規(guī)定的需求或弄清預(yù)期結(jié)果與實(shí)際結(jié)果之間的差別”。這個(gè)定義明確指出:軟件測試的目的是為了檢驗(yàn)軟件系統(tǒng)是否滿足需求。它再也不是一個(gè)一次性的，而且只是開發(fā)后期的活動(dòng)，而是與整個(gè)開發(fā)流程融合成一體。軟件測試已成為一個(gè)專業(yè)，需要運(yùn)用專門的方法和手段，需要專門人才和專家來承擔(dān)。3.1.2測試原則對計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行測試前，首先需遵循軟件測試原則，即不完全原則的遵守。不完全原則即為若測試不完全、測試過程中涉及免疫性原則的部分較多，可對軟件測試起到一定幫助。因軟件測試因此類因素具有一定程度的免疫性，測試人員能夠完成的測試內(nèi)容與其免疫性成正比，若想使軟件測試更為流暢、測試效果更為有效，首先需遵循此類原則，將此類原則貫穿整個(gè)開發(fā)流程，不斷進(jìn)行測試，而并非一次性全程測試。3.1.3測試方法1）靜態(tài)測試方法靜態(tài)測試方式指軟件代碼的靜態(tài)分析測驗(yàn)，此類過程中應(yīng)用數(shù)據(jù)較少，主要過程為通過軟件的靜態(tài)性測試2）動(dòng)態(tài)測試計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)測試的主要目的為檢測軟件運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，較靜態(tài)測試方式相比，其被稱為動(dòng)態(tài)的原因即為其測試方式主要依賴程序的運(yùn)用，主要為檢測軟件中動(dòng)態(tài)行為是否缺失、軟件運(yùn)行效果是否良好。其最為明顯的特征即為進(jìn)行動(dòng)態(tài)測試時(shí)軟件為運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，只有如此才能于使用過程中發(fā)現(xiàn)軟件缺陷，進(jìn)而對此類缺陷進(jìn)行修復(fù)。目前動(dòng)態(tài)測試過程中可包括兩類因素，即被測試軟件與測試中所需數(shù)據(jù)，兩類因素決定動(dòng)態(tài)測試正確展開、有效展開。3）黑盒測試黑盒測試，顧名思義即為將軟件測試環(huán)境模擬為不可見的“黑盒”。通過數(shù)據(jù)輸入觀察數(shù)據(jù)輸出，檢查軟件內(nèi)部功能是否正常。測試展開時(shí)，數(shù)據(jù)輸入軟件中，等待數(shù)據(jù)輸出。數(shù)據(jù)輸出時(shí)若與預(yù)計(jì)數(shù)據(jù)一致，則證明該軟件通過測試，若數(shù)據(jù)與預(yù)計(jì)數(shù)據(jù)有出入，即便出入較小亦證明軟件程序內(nèi)部出現(xiàn)問題，需盡快解決。4）白盒測試白盒測試相對于黑盒測試而言具有一定透明性，原理為根據(jù)軟件內(nèi)部應(yīng)用、源代碼等對產(chǎn)品內(nèi)部工作過程進(jìn)行調(diào)試。測試過程中常將其與軟件內(nèi)部結(jié)構(gòu)協(xié)同展開分析，最大優(yōu)點(diǎn)即為其能夠有效解決軟件內(nèi)部應(yīng)用程序出現(xiàn)的問題，測試過程中常將其與黑盒測試方式結(jié)合，當(dāng)測試軟件功能較多時(shí)，白盒測試法亦可對此類情況展開有效調(diào)試。其中，判定測試作為白盒測試法中最為主要的測試程序結(jié)構(gòu)之一，此類程序結(jié)構(gòu)作為對程序邏輯結(jié)構(gòu)的整體實(shí)現(xiàn)，對于程序測試而言具有較為重要的作用。此類測試方式針對程序中各類型的代碼進(jìn)行覆蓋式檢測，覆蓋范圍較廣，適用于多類型程序。實(shí)際檢測中，白盒測試法常與黑盒檢測法并用，以動(dòng)態(tài)檢測方式中測試出的未知錯(cuò)誤為例，首先使用黑盒檢測法，若程序輸入數(shù)據(jù)與輸出數(shù)據(jù)相同，則證明內(nèi)部數(shù)據(jù)未出現(xiàn)問題，應(yīng)從代碼方面進(jìn)行分析，若出現(xiàn)問題則使用白盒測試法，針對軟件內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，直至檢測出問題所在，及時(shí)加以修改。3.2測試的目的本文為保證整個(gè)惡劣天氣去噪系統(tǒng)的質(zhì)量和完成度，系統(tǒng)測試是非常必要的一個(gè)環(huán)節(jié)，通過測試以最少的人力、物力和時(shí)間找出軟件中潛在的各種錯(cuò)誤和缺陷，通過修正各種錯(cuò)誤和缺陷保障軟件質(zhì)量。另一方面利用測試過程中得到的測試結(jié)果和測試信息，作為后續(xù)項(xiàng)目開發(fā)和測試過程改進(jìn)的重要輸入，避免在將來的項(xiàng)目開發(fā)和測試中重復(fù)同樣的錯(cuò)誤，減少不必要的人力，物力，財(cái)力的浪費(fèi)。本系統(tǒng)的系統(tǒng)測試目的如下：1）測試此系統(tǒng)的功能是否能正常使用。2）測試此系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)是否流暢和穩(wěn)定。3）是否存在一些bug導(dǎo)致程序運(yùn)行出現(xiàn)錯(cuò)誤。3.3系統(tǒng)功能測試本系統(tǒng)的功能測試是指對軟件中的每個(gè)頁面實(shí)現(xiàn)的功能單獨(dú)進(jìn)行測試，以期找出頁面不符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的地方。測試的主要內(nèi)容如下

3.3.1注冊功能測試注冊功能測試如下表6-3-1所示：表6-3-1注冊功能測試用例編號測試用例描述操作過程及輸入數(shù)據(jù)預(yù)期輸出（結(jié)果）測試結(jié)果1注冊新用戶1輸入，賬號：zhangyx1，密碼：zhangyx1，再次確認(rèn)密碼：zhangyx1,點(diǎn)擊確定注冊成功通過2注冊新用戶2輸入，賬號：zhangyx2，密碼：zhangyx2，再次確認(rèn)密碼：zhangyx2,點(diǎn)擊確定注冊成功通過3注冊新用戶3輸入，賬號：zhangyx3，密碼：zhangyx3，再次確認(rèn)密碼：zhangyx3,點(diǎn)擊確定注冊成功通過4注冊新用戶4輸入，賬號：zhangyx4，密碼：zhangyx4，再次確認(rèn)密碼：zhangyx,點(diǎn)擊確定兩次密碼輸入不一致不通過3.3.2登錄功能測試登錄功能測試如下表6-3-2所示