VC++數(shù)字圖像處理

1、數(shù)字圖像處理設(shè)計(jì)摘要本數(shù)字圖像處理設(shè)計(jì)是基于Microsoft Visual C+ 6.0設(shè)計(jì)的，實(shí)現(xiàn).bmp格式圖像的瀏覽與編輯，導(dǎo)入和導(dǎo)出，圖像點(diǎn)運(yùn)算（灰度直方圖，直方圖均衡化，線性變換）、幾何變換（平移、縮放、旋轉(zhuǎn)）、圖像增強(qiáng)（平滑、銳化）、頻域?yàn)V波（傅立葉變換）以及打印輸出圖片，實(shí)現(xiàn)對(duì).bmp格式圖像的操作。BMP文件是Windows操作系統(tǒng)所推薦和支持的圖像文件格式,是一種將內(nèi)存或顯示器的圖像數(shù)據(jù)不經(jīng)過(guò)壓縮而直接按位存盤(pán)的文件格式,一般來(lái)說(shuō)BMP文件分成4個(gè)部分:位圖頭文件,位圖信息頭,顏色表,位圖數(shù)據(jù).同時(shí)BMP文件文件可以分為DIB格式和DDB格式,其中DIB格式是與設(shè)備無(wú)關(guān)的B

2、MP文件,通用性很強(qiáng). 基礎(chǔ)知識(shí)組成數(shù)字圖像的基本單位是像素(Pixel),也就是說(shuō)數(shù)字圖像是像素的集合。顯示器在顯示圖像時(shí)采用電子槍從左到右掃描一行,為每個(gè)像素著色,然后從上倒下掃描整個(gè)屏幕的方式,由于人眼的視覺(jué)停留,可以顯示出完整的畫(huà)面. 彩色圖像和灰度圖像:灰度圖像是數(shù)字圖像最基本形式,灰度圖像的每個(gè)像素點(diǎn)上只包含一個(gè)量化的灰度級(jí)(0-255)來(lái)表示該點(diǎn)的亮度水平,計(jì)算機(jī)一般用1個(gè)字節(jié)(8個(gè)二進(jìn)制位)來(lái)存儲(chǔ)。彩色圖像的數(shù)據(jù)不僅包含亮度信息,還包含顏色信息,圖像中每一個(gè)像素由RGB(紅綠藍(lán))三個(gè)分量組成,計(jì)算機(jī)一般用3個(gè)字節(jié)(24位二進(jìn)制)來(lái)存儲(chǔ)像素的顏色信息。 BMP位圖文件結(jié)構(gòu)位圖頭文

3、件位圖信息頭顏色表位圖數(shù)據(jù) 圖1.1 BMP圖像文件結(jié)構(gòu)如圖1.1所示BMP文件由文件頭、位圖信息頭、顏色信息和圖形數(shù)據(jù)四部分組成。在編程時(shí)它們以結(jié)構(gòu)體類(lèi)型在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)。課程設(shè)計(jì)目的1、掌握?qǐng)D像空域平滑、增強(qiáng)方法；2、掌握?qǐng)D像點(diǎn)運(yùn)算增強(qiáng)的方法；3、掌握使用VC+編寫(xiě)圖像處理程序的基本方法。題目1、 圖像平滑處理的編程實(shí)現(xiàn)要求：在空域中，分別用鄰域平均法和中值濾波法實(shí)現(xiàn)圖像的平滑處理；比較兩種算法的處理結(jié)果；2、 圖像銳化處理的編程實(shí)現(xiàn)要求：在空域中，分別用梯度法和Laplace算子法實(shí)現(xiàn)圖像的銳化處理；比較兩種算法的處理結(jié)果；系統(tǒng)處理流程分析通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的需求分析，系統(tǒng)的基本功能已經(jīng)確定。整個(gè)

4、系統(tǒng)各個(gè)模塊的業(yè)務(wù)流，如圖2.1所示:開(kāi) 始主界面圖像點(diǎn)運(yùn)算幾何變換頻域?yàn)V波圖像的增強(qiáng)處理 圖2.1業(yè)務(wù)流程圖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)語(yǔ)言數(shù)字圖像處理系統(tǒng)采用Microsoft Visual C+ 6.0 作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)。系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)功能截圖如下: 菜單欄:部分功能模塊代碼直方圖均衡化代碼void ZYCView:OnPointHistst()/ 直方圖規(guī)定化ZYCDoc* pDoc = GetDocument();/ 輸入對(duì)象CImgProcess imgInput = pDoc->m_Image;/ 檢查圖像是灰度圖if (imgInput.m_pBMIH->biBitCount!=8)Afx

5、MessageBox("不是8-bpp灰度圖像，無(wú)法處理！");return;/ 標(biāo)準(zhǔn)圖像CImgProcess * pStdImage = new CImgProcess();/ 定義標(biāo)準(zhǔn)圖像和原圖像的灰度直方圖緩沖區(qū)double pdStdHist256;/ 通過(guò)打開(kāi)對(duì)話框獲取標(biāo)準(zhǔn)圖像/ 文件路徑CString filePath;/ 打開(kāi)文件對(duì)話框，如果用戶點(diǎn)擊取消則返回CFileDialog openDlg(TRUE, 0, 0, 4|2, "Bitmap Files (*.bmp)|");if (openDlg.DoModal() = IDOK)

6、filePath = openDlg.GetPathName();elsereturn;/ 獲取標(biāo)準(zhǔn)圖像pStdImage->AttachFromFile(filePath);/ 檢查圖像是灰度圖if (pStdImage->m_pBMIH->biBitCount!=8)AfxMessageBox("不是8-bpp灰度圖像，無(wú)法處理！");return;/ 計(jì)算并顯示標(biāo)準(zhǔn)圖像的直方圖，如果用戶點(diǎn)擊取消則返回pStdImage->GenHist(pdStdHist);CDlgHist histDlg;histDlg.m_pdHist = pdStdHi

7、st;if (histDlg.DoModal() != IDOK)return;delete histDlg;/ 輸出的臨時(shí)對(duì)象CImgProcess imgOutput = imgInput;/ 直方圖規(guī)定化imgInput.Histst(&imgOutput, pdStdHist);/ 將結(jié)果返回給文檔類(lèi)pDoc->m_Image = imgOutput;delete pStdImage;pDoc->SetModifiedFlag(true);pDoc->UpdateAllViews(NULL);void ZYCView:OnFileRotate()/ 交換前、后

8、臺(tái)圖像ZYCDoc * pdoc = GetDocument();swap<CImgProcess>(pdoc->m_Image, pdoc->m_OImage);pdoc->SetModifiedFlag(true);pdoc->UpdateAllViews(NULL);效果圖圖像縮放void ZYCView:OnGeomZoom() / 圖像縮放/ 獲取文檔ZYCDoc* pDoc = GetDocument();/ 輸入對(duì)象CImgProcess imgInput = pDoc->m_Image;/ 檢查圖像是灰度圖if (imgInput.m_

9、pBMIH->biBitCount!=8)AfxMessageBox("不是8-bpp灰度圖像，無(wú)法處理！");return;/ 縮放比率float fZoomRatio;/ 創(chuàng)建對(duì)話框CDlgGeoZoom dlgPara;/ 初始化變量值dlgPara.m_Zoom = 0.5;/ 顯示對(duì)話框，提示用戶設(shè)定參數(shù)if (dlgPara.DoModal() != IDOK)/ 返回return;/ 獲取用戶設(shè)定的參數(shù)fZoomRatio = dlgPara.m_Zoom;/ 更改光標(biāo)形狀BeginWaitCursor();/ 輸出的臨時(shí)對(duì)象CImgProcess im

10、gOutput = imgInput;/ 調(diào)用Scale()函數(shù)實(shí)現(xiàn)圖像縮放imgInput.Scale(&imgOutput, fZoomRatio);/ 將結(jié)果返回給文檔類(lèi)pDoc->m_Image = imgOutput;/ 設(shè)置臟標(biāo)記pDoc->SetModifiedFlag(TRUE);/ 更新視圖pDoc->UpdateAllViews(NULL);/ 恢復(fù)光標(biāo)EndWaitCursor();void ZYCView:OnGeomRota() / 圖像旋轉(zhuǎn)/ 獲取文檔ZYCDoc* pDoc = GetDocument();/ 輸入對(duì)象CImgProces

11、s imgInput = pDoc->m_Image;/ 檢查圖像是灰度圖if (imgInput.m_pBMIH->biBitCount!=8)AfxMessageBox("不是8-bpp灰度圖像，無(wú)法處理！");return;/ 旋轉(zhuǎn)角度int iRotateAngle;/ 創(chuàng)建對(duì)話框CDlgGeoRota dlgPara;/ 初始化變量值dlgPara.m_iRotateAngle = 30;/ 顯示對(duì)話框，提示用戶設(shè)定旋轉(zhuǎn)角度if (dlgPara.DoModal() != IDOK)/ 返回return;/ 獲取用戶設(shè)定的參數(shù)iRotateAngle

12、= dlgPara.m_iRotateAngle;/ 更改光標(biāo)形狀BeginWaitCursor();/ 輸出的臨時(shí)對(duì)象CImgProcess imgOutput = imgInput;/ 調(diào)用Rotate()函數(shù)實(shí)現(xiàn)圖像旋轉(zhuǎn)imgInput.Rotate(&imgOutput, iRotateAngle);/ 將結(jié)果返回給文檔類(lèi)pDoc->m_Image = imgOutput;/ 設(shè)置臟標(biāo)記pDoc->SetModifiedFlag(TRUE);/ 更新視圖pDoc->UpdateAllViews(NULL);/ 恢復(fù)光標(biāo)EndWaitCursor();效果圖圖像

13、平滑void ZYCView:OnEnhaSmooth() / 圖像平滑/ 獲取文檔ZYCDoc* pDoc = GetDocument();/ 輸入對(duì)象CImgProcess imgInput = pDoc->m_Image;/ 檢查圖像是灰度圖if (imgInput.m_pBMIH->biBitCount!=8)AfxMessageBox("不是8-bpp灰度圖像，無(wú)法處理！");return;/ 輸出的臨時(shí)對(duì)象CImgProcess imgOutput = imgInput;intnTempH;/ 模板高度intnTempW; / 模板寬度FLOAT f

14、TempC;/ 模板系數(shù)intnTempMX;/ 模板中心元素X坐標(biāo)intnTempMY;/ 模板中心元素Y坐標(biāo)/ 模板元素?cái)?shù)組賦初值（默認(rèn)為平均模板）FLOATaValue25 = 1.0, 1.0, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 1.0, 1.0, 0.0, 0.0, 1.0, 1.0, 1.0, 0.0, 0.0,0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0,0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0,;/ 創(chuàng)建對(duì)話框CDlgSmooth dlgPara;/ 初始化對(duì)話框變量值dlgPara.m_intType = 0;dlgPara.m_iTempH = 3;dlgPa

15、ra.m_iTempW = 3;dlgPara.m_iTempMX = 1;dlgPara.m_iTempMY = 1;dlgPara.m_fTempC = (FLOAT) (1.0 / 9.0);dlgPara.m_fpArray = aValue;/ 顯示對(duì)話框，提示用戶設(shè)定參數(shù)if (dlgPara.DoModal() != IDOK) return;/ 獲取用戶設(shè)定的參數(shù)nTempH = dlgPara.m_iTempH;nTempW = dlgPara.m_iTempW;nTempMX = dlgPara.m_iTempMX;nTempMY = dlgPara.m_iTempMY;f

16、TempC = dlgPara.m_fTempC;/ 更改光標(biāo)形狀BeginWaitCursor();/ 調(diào)用Template()函數(shù)實(shí)現(xiàn)平滑濾波imgInput.Template(&imgOutput, nTempH, nTempW, nTempMY, nTempMX, aValue, fTempC);/ 將結(jié)果返回給文檔類(lèi)pDoc->m_Image = imgOutput;/ 設(shè)置臟標(biāo)記pDoc->SetModifiedFlag(TRUE);/ 更新視圖pDoc->UpdateAllViews(NULL);/ 恢復(fù)光標(biāo)EndWaitCursor();效果圖傅立葉變

17、換void ZYCView:OnFreqFour() /快速傅立葉變換ZYCDoc* pDoc = GetDocument();/ 輸入對(duì)象CImgProcess imgInput = pDoc->m_Image;/ 檢查圖像是灰度圖if (imgInput.m_pBMIH->biBitCount!=8)AfxMessageBox("不是8-bpp灰度圖像，無(wú)法處理！");return;BeginWaitCursor();/ 輸出的臨時(shí)對(duì)象CImgProcess imgOutput = imgInput;/ 執(zhí)行FFT2imgInput.FFT2(&im

18、gOutput,1);/ 將結(jié)果返回給文檔類(lèi)pDoc->m_Image = imgOutput;pDoc->SetModifiedFlag(true);pDoc->UpdateAllViews(NULL);EndWaitCursor();效果圖 結(jié)論與心得體會(huì)這次課程設(shè)計(jì)是以Microsoft Visual C+ 6.0 文檔視圖編程為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的,在做課程設(shè)計(jì)前,我查閱了該方面相關(guān)的書(shū)籍,對(duì)我完成本次課程設(shè)計(jì)有很大的幫助。編程中在不同類(lèi)之間函數(shù)參數(shù)和變量的傳遞和函數(shù)的調(diào)用出了問(wèn)題,但是理清函數(shù)的編譯編譯順序和變量的類(lèi)型這些問(wèn)題都逐一解決,同時(shí)增強(qiáng)了對(duì)工具欄,菜單欄的手動(dòng)操作能力。 另外一點(diǎn)是對(duì).bmp圖像處理的實(shí)現(xiàn),數(shù)字圖像處理關(guān)鍵是算法的設(shè)計(jì)思想和算法的實(shí)現(xiàn),通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),使我了解到了