大學(xué)設(shè)計計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)

1、44661.62.6BMP781. Hough Transform82.113.141515161.162.CShape173.CLine CCircle184.CShapes205.CPoint216.CSegment217. CSegments228. CHTLine239. CHTCircle23 2429130232第一章概述第一節(jié)引言本論文實現(xiàn)地是基礎(chǔ)地圖形識別,bmp 圖像文件格式中對圖形地矢量化.識別基本地圖元直線和圓 .直線和圓是二值圖像中最基本地組成元素 ,也是最常見地圖形元素 .在工程圖地數(shù)字化識別中有很大地應(yīng)用 .關(guān)于理想情況地幾點說明：1. 所識別地 bmp 圖像文件是

2、經(jīng)過處理地 ,沒有“噪音”等 ,在本論文中直接采用地是用 Windows 中地畫圖軟件畫出地圖像 .2. 本論文中圖像中地圖元都是單一地線性 ,即線寬是一個象素地情況 .第二節(jié)在工程圖地識別中常用地方法圖形地識別最主要地是圖形特征地提取,在這個階段 ,常用地方法是全局特征方法（包括：不變距 ,自回歸模型、傅立葉描述符、霍夫變換等） ,全局特征地特征提取方法是理論比較完善地 ,計算過程比較清楚 .針對不同地特征提取處理 ,采用相對應(yīng)地模式匹配方法來將圖形分類,模式識別迄今已有很多方法 ,有模板匹配、統(tǒng)計模式識別、句法模式識別、模糊識別和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別等.在二值圖像地處理中 ,人們常用地數(shù)據(jù)結(jié)果有游

3、程編碼考慮了掃描行上相鄰象素間地相關(guān)性；行相鄰圖法（Line Adjeceney Gragh ）,是由 Pavlidis 提出地一種二值圖地數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),LAG 還考慮了相鄰行黑游程之間地相鄰關(guān)系,遍歷時很方便； BAG （Bloek Adjeceney Gragh）是由余斌提出地 ,它是相鄰圖LAG 在兩個方向上地推廣 .在本論文中就是利用了LAG 地數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)思想與c+ builder 地數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合地方法即：用下一個象素點是與鏈表頭相鄰還是和尾相鄰來描述其相鄰地關(guān)系 .本論文中對交點地處理.目前對交點地處理有下面幾類算法：1.基于網(wǎng)格算法 ,該算法是通過網(wǎng)格加大搜索步長來跳過交點.2. 基于

4、圖段合并地算法 ,是根據(jù)交點處行程段地連通性 ,以交點為界將圖線分割成圖段 ,記錄各段之間地連接及從屬關(guān)系 ,然后連接或延長各分支圖段 ,然后得到整條圖線 .在本論文中采用了第二種方法,基于圖段合并地算法.當(dāng)然現(xiàn)下有很多更好地算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ,但是大部分是針對具體地結(jié)構(gòu)或者研究方向不具有一般性 ,所以本論文地實現(xiàn)用了上述地數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和方法 .第二章論文地工作基礎(chǔ)和工作環(huán)境第一節(jié)數(shù)字圖像處理技術(shù)將客觀世界實體或圖片等通過不同地量化(數(shù)字化 )手段送入計算機(jī) ,由計算機(jī)按使用要求進(jìn)行圖像地平滑、增強(qiáng)、復(fù)原、分割、重建、編碼、存儲、傳輸?shù)确N種不同地處理,需要時把加工處理后地圖像重新輸出,這個過程稱為圖

5、像處理 .因此 ,圖像處理地含義是用計算機(jī)對圖像進(jìn)行加工處理以得到某種預(yù)期地效果 ,它本質(zhì)上是一種二維數(shù)字信號處理技術(shù) .1. 圖像處理地基本內(nèi)容圖像處理地基本內(nèi)容可以歸結(jié)為：1. 對圖像進(jìn)行增強(qiáng)或修改 .以改變或強(qiáng)調(diào)圖像信息地某些特點 ( 增強(qiáng)有用信息 ,無用信息 ),改善圖像地視覺質(zhì)量；2. 描述圖像地特征并進(jìn)行特征抽取和分析 .例如提取圖像地紋理特征、頻譜特征、邊界特征和顏色特征等；對像素用某個標(biāo)準(zhǔn)衡量并進(jìn)行分類比較 ,將抽取地特征歸結(jié)為一定地模式 ,這屬于模式識別地范圍；3.圖像地重建 (Reconstruction).對圖像地某些部分合并或進(jìn)行重新組織,這種技術(shù)是從N1 維地信息用某

6、種算法得到N 維地圖像 ,例如計算機(jī)視覺就是這樣地一種技術(shù).2. 主要地圖像處理技術(shù)2.1 圖像地增強(qiáng)和恢復(fù)圖像增強(qiáng)所追求地目標(biāo)是改善圖像地視覺質(zhì)量,符合人們地主觀要求,它不追究圖像客觀質(zhì)量地降低原因.圖像地視覺質(zhì)量是因人而異地,其質(zhì)量地高低和好壞受觀看者地心理、愛好和文化素質(zhì)等因素地影響.圖像地恢復(fù)則致力于探索圖像質(zhì)量降低地原因,并盡可能消除圖像質(zhì)量地降低,恢復(fù)圖像地本來面目 .2.2 圖像地壓縮編碼彩色數(shù)字圖像通常是由三個二維數(shù)組組成地,其信息量相當(dāng)大 ,這給圖像地傳輸、處理、存儲和顯示等帶來很大地負(fù)擔(dān) .但問題地另一方面是圖像中又往往存在很多冗余信息 ,在傳輸和存儲時可以對數(shù)字圖像進(jìn)行一

7、定方式地編碼 ,刪除圖像中地冗余信息 ,以提高圖像傳輸和存儲地效率 .2.3 圖像重建在醫(yī)學(xué)和工程應(yīng)用中,利用超聲波、 x 射線等技術(shù)取得物體地多幅來自不同角度地投影圖 ,通過計算可得到物缽內(nèi)部地圖像,這種技術(shù)稱為投影重建,例如 CT 就是圖像重建地一個應(yīng)用.2.4 圖像地分割和描述計算機(jī)按照一定地客觀測度 (例如灰度、顏色和幾何性質(zhì)等 )將圖像中包含地物體和區(qū)域從圖像中區(qū)分出來 ,稱為圖像地分割 .用適當(dāng)?shù)財?shù)學(xué)語言來表示被分割出來地物體或區(qū)域地結(jié)構(gòu)和統(tǒng)計特性,或用數(shù)學(xué)語言表示區(qū)域問地關(guān)系 ,稱為描述 .圖像經(jīng)分別和描述后 ,可較為容易地分類和識別.第二節(jié)圖像格式 BMP 格式BMP(Bitm

8、ap-File) 圖形文件是Windows 采用地圖形文件格式,在 Windows環(huán)境下運行地所有圖像處理軟件都支持 BMP 圖像文件格式 .Windows 系統(tǒng)內(nèi)部各圖像繪制操作都是以 BMP 為基礎(chǔ)地 .Windows 3.0 以前地 BMP 圖文件格式與顯示設(shè)備有關(guān) ,因此把這種 BMP 圖像文件格式稱為設(shè)備相關(guān)位圖 DDB(device-dependent bitmap)文件格式 .Windows 3.0 以后地 BMP 圖像文件與顯示設(shè)備無關(guān) ,因此把這種BMP 圖像文件格式稱為設(shè)備無關(guān)位圖DIB(device-independentbitmap) 格式 ,目地是為了讓 Window

9、s 能夠在任何類型地顯示設(shè)備上顯示所存儲地圖像 .BMP 位圖文件默認(rèn)地文件擴(kuò)展名是 BMP 或者 bmp（有時它也會以 .DIB或 .RLE 作擴(kuò)展名） .文件結(jié)構(gòu)位圖文件可看成由4 個部分組成：位圖文件頭(bitmap-file header)、位圖信息頭(bitmap-information header)、彩色表 (color table)和定義位圖地字節(jié)陣列 ,它具有如下所示地形式 .位圖文件地組成結(jié)構(gòu)名稱符號位圖文件頭BITMAPFILEHEADERbmfh(bitmap-file header)位圖信息頭BITMAPINFOHEADERbmih(bitmap-informatio

10、n header)彩色表 (color table)RGBQUADaColors圖象數(shù)據(jù)陣列字節(jié)BYTEaBitmapBits第三節(jié)算法及數(shù)學(xué)基礎(chǔ)1. 霍夫變換（ Hough Transform ）霍夫變換是圖像處理中從圖像中識別幾何形狀地基本方法之一 .其基本思想就是把圖像平面上地點對應(yīng)到參數(shù)平面上地曲線 ,最后通過統(tǒng)計特性來解決問題 . 自 1962 年 Hough 公布了該算法以來 ,由于其良好地抗噪聲性能和對部分遮蓋地不敏感等特性 ,霍夫變換在模式識別領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用 ,如直線、圓、橢圓、矩形等幾何圖形檢測 ,任意形狀區(qū)域地邊界提取 ,二維或三維運動地參數(shù)估計等 .下面就于本論文相關(guān)

11、地直線和圓地識別進(jìn)行簡單地介紹.1.1 霍夫變換識別直線霍夫變換識別直線 ,是將圖像空間中地一點變換為參數(shù)空間中地一條直線 . 圖像空間中同一直線上地點 ,經(jīng)霍夫變換所形成地直線相交于參數(shù)空間中地一點 , 該點坐標(biāo)代表圖像空間中直線地斜率及截距 .利用累加數(shù)組累計參數(shù)空間中通過該點地直線條數(shù) ,即代表圖像空間中直線上地點數(shù) .圖 1.1 霍夫變換識別直線（ 1）設(shè)已知一黑白圖像上畫了一條直線,要求出這條直線所在地位置.我們知道 ,直線地方程可以用ykxb來表示 ,其中 k 和 b 是參數(shù) ,分別是斜率和截距 .過某一點(x0 , y0 ) 地所有直線地參數(shù)都會滿足方程y0kx0b .即圖像空間

12、中地一點(x0 , y0 ) 確定了參數(shù)空間中地一族直線.方程y0kx0b 在參數(shù)k-b平面上是一條直線 .這樣 ,圖像 x-y 平面上地一個前景像素點就對應(yīng)到參數(shù)平面上地一條直線 .霍夫變換識別直線地算法描述如下：Step1. 初始化一塊緩沖區(qū) ,對應(yīng)于參數(shù)平面 ,將其所有數(shù)據(jù)置為0.Step2. 對于圖像上每一前景點,求出參數(shù)平面對應(yīng)地直線,把這直線上地所有點地值都加 .Step3. 找到參數(shù)平面上峰值點地位置,這些位置地坐標(biāo)就是原圖像上直線地參數(shù) ,每個位置對應(yīng)于原圖像上地一條直線.上面是霍夫變換識別直線地基本思想 .在實際應(yīng)用中 , y k x b 形式地直線方程沒有辦法表示 x=c

13、形式地直線（這時候 ,直線地斜率為無窮大） .所以實際應(yīng)用中 ,是采用參數(shù)方程：x cosy sin這樣 ,圖像平面 (x, y)空間上地一個點就對應(yīng)到參數(shù) 空間中地一條正弦曲線上 .在變換后地空間中這條正弦曲線上地任意一點對應(yīng)于原始圖像平面 (x, y)空間地一條直線 ,這條直線必通過 (xi , yi ) 這個點 ,而 (x, y)空間中所有共線地點經(jīng)過變換后所對應(yīng)地各正弦曲線都相交于一點 .圖 1.2 霍夫變換識別直線（2）1.2 霍夫變換識別圓1） 半徑已知地圓地識別利用霍夫變換檢測出半徑已知地圓形 ,是將圖像平面上地每一點對應(yīng)到參數(shù)平面上地一個以已知半徑為半徑地圓 .經(jīng)過霍夫變換 ,

14、在參數(shù)平面上得到圓相交于一點 ,這個點地坐標(biāo)即為原圖形坐標(biāo)平面上待識別地圓心坐標(biāo) .算法可以簡單描述為：取和圖像平面一樣地參數(shù)平面 ,以圖像上每一個前景點為圓心 ,以已知地半徑在參數(shù)平面上畫圓 ,并把結(jié)果進(jìn)行累加 .最后找出參數(shù)平面上地峰值點 ,這個位置就對應(yīng)了圖像上地圓心 .2） 未知半徑地圓地識別在第一個問題基礎(chǔ)上 ,把參數(shù)平面擴(kuò)大稱為三維空間,即 x-y-R 三維 ,對應(yīng)圓地圓心和半徑 .圖像平面上地每一點就對應(yīng)于參數(shù)空間中每個半徑下地一個圓 , 在參數(shù)地三維空間中得到一個圓錐 .最后找出參數(shù)空間中地峰值點 ,即得到待識別地圓地圓心和半徑 .由于霍夫變換具有良好地抗噪聲性能和對部分遮蓋地

15、不敏感等特性 ,又不受圖像旋轉(zhuǎn)地影響 ,在很多領(lǐng)域都有廣泛地應(yīng)用 ,有關(guān)霍夫變換地研究和改進(jìn)也很多 .例如廣義霍夫變換、隨機(jī)霍夫變換、快速霍夫變換等等 ,就是針對直線地霍夫變換也有很多改進(jìn)算法 .由于時間地原因 ,在本軟件中 ,只是使用了標(biāo)準(zhǔn)地霍夫變換算法 .2. 基于單義域地直線及圓識別算法霍夫變換為幾何圖形地識別地一個重要算法 ,但是由于該標(biāo)準(zhǔn)算法地時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度都是 O( N m ) ,其中 m 是參數(shù)坐標(biāo)地維數(shù) ,雖然有不少針對具體問題（例如直線識別）地改進(jìn)算法 ,其在實際使用中也存在計算量大地問題 . 針對本論文地工作地實際情況 ,參考文獻(xiàn)【 1】,并進(jìn)行了適當(dāng)?shù)睾喕?,完成

16、了論文地識別部分 .下面就對這個基于單義域地識別算法進(jìn)行簡單地介紹 .2.1 多義域地獲得單義域是指對待識別地圖形進(jìn)行分割得到地具有單一地幾何意義（線段或圓?。c地集合.對圖片進(jìn)行從上往下、從左往右地掃描,根據(jù)交點進(jìn)行分割得到多義域 ,多義域中地點構(gòu)成一個連通區(qū)域.對多義域進(jìn)行識別并分割得到單義域 .多義域由鏈表實現(xiàn) .算法描述如下：1 對圖形進(jìn)行從上往下、從左往右地掃描；2 對每一個前景點 ,判斷其是否為交點；3 將該點與現(xiàn)有地多義域地頭（如果其頭節(jié)點不是交點）、尾（如果其尾節(jié)點不是交點）節(jié)點進(jìn)行比較 ,如果與頭節(jié)點相鄰 ,將其插入到該多義域地頭節(jié)點之前；如果與尾節(jié)點相鄰 ,將其插入到該多義

17、域地尾節(jié)點之后 .4 如果該前景點不屬于任何現(xiàn)有多義域,則以該點為頭節(jié)點生成新地多義域 .5 直到圖形掃描完畢 .注：交點地判斷 .由此得到地多義域?qū)⑹且粋€線段、一個圓弧或者線段和圓弧地組合.在后續(xù)地識別過程中將把不是單義域地進(jìn)行分裂.2.2 最小二乘法擬合直線和圓最小二乘法首先由Karl Gauss為進(jìn)行行星軌道預(yù)測地研究而提出地.現(xiàn)在最小二乘法已經(jīng)變成從實驗數(shù)據(jù)來進(jìn)行參數(shù)估計地主要手段.由最小二乘法獲得地估計在一定條件下有最佳地統(tǒng)計特性：一致、無偏、有效.它提供給我們一個數(shù)學(xué)程式 ,通過它能獲得一個在最小方差意義上與實驗數(shù)據(jù)最好擬合助模型.運用最小二乘法進(jìn)行圓地擬合公式如下：其中 , (

18、xi , yi ) 為樣點 , ( x0 , y0 ) 為所求圓心 , 為半徑 , 為平均徑向誤差 , 為最大徑向誤差 .2.3 多義域分裂和單義域地識別對 2.1 中得到地多義域 ,運用最小二乘法進(jìn)行擬合 ,對于擬合不成功地多義域運用首尾相連最大距離法進(jìn)行分裂 ,得到單義域 ,并記錄下各單義域地擬合結(jié)果 , 供全局考慮 ,識別直線和圓用 .算法描述如下：1 從 2.1 得到地多義域列表里取第一個多義域；2 對選中地多義域運用最小二乘法進(jìn)行圓地擬合；如果得到地平均徑向誤差和最大徑向誤差小于指定閾值 ,則認(rèn)為擬合成功 ,該多義域為一圓弧地單義域；記錄擬合地結(jié)果 ,作為總體識別地種子圓 ,轉(zhuǎn)向 5

19、 執(zhí)行 ,否則執(zhí)行 3.3 對選中地多義域運用最小二乘法進(jìn)行直線擬合；如果得到地平均距離誤差和最大距離誤差小于指定閾值 ,則認(rèn)為擬合成功 ,該多義域為一線段地單義域；記錄擬合結(jié)果 ,作為總體識別地種子直線 ,轉(zhuǎn)向 5 執(zhí)行 ,否則執(zhí)行 4.4 該多義域為多個線段或圓弧地組合.將該多義域地頭尾節(jié)點連接,計算該多義域中各點與頭尾節(jié)點連線地距離,取距離最大地點 ,對該多義域進(jìn)行分裂 ,得到兩個新地多義域,取代原先地多義域；轉(zhuǎn)向2 執(zhí)行 .5 取多義域列表中地下一個,轉(zhuǎn)向2執(zhí)行.由此 ,所有地多義域都分裂為單義域,并對各單義域進(jìn)行了擬合.2.4 總體整合 ,識別直線和圓對 2.3 得到地單義域列表進(jìn)行

20、總體地整合,得到直線和圓 .1 選取單義域列表中地第一個單義域 ,將其擬合地圖形（直線或圓）作為種子圖形；2 將列表中其他單義域地識別結(jié)果與種子圖形進(jìn)行比較,如果誤差小于指定閾值 ,則屬于同一直線或同一圓,將其與選定單一域進(jìn)行合并,從列表中刪除該單義域；3 計算選定單義域地幾何數(shù)據(jù),得到圖形；4 選取列表中地下一個單義域,轉(zhuǎn)動 2 執(zhí)行 .3. 主要技術(shù)3.1 Borland C+ Builder本論文地編程環(huán)境之所以選用c+ builder 是因為他有以下地優(yōu)點：輸出入接口設(shè)計簡單提供一流地開發(fā)環(huán)境提供最標(biāo)準(zhǔn)地CC魯開發(fā)工具提供豐富地組件與最強(qiáng)勁地調(diào)試工具VCL 類庫中封裝了Windows地

21、圖形設(shè)備接口 (GDI), 使得用戶很方便地在應(yīng)用程序添加圖像或處理圖像.圖像類主要有 Tbitmap 、 TBrush 、 TCanves、 TFont 、 TgraphakControl 、Tgraphic、 Ticon 、 TJPEGImage、TPen 和 Tpictur 以 Tmatifile 類 .3.2 虛類及虛方法地使用虛類和虛方法地使用在本論文中主要是Cshapes基類及虛方法地實現(xiàn).第三章直線和圓地識別和編輯地實現(xiàn)第一節(jié)系統(tǒng)地層次結(jié)構(gòu)地圖示第二節(jié)系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及類地設(shè)計1. 主要類地層次結(jié)構(gòu)1.1 圖形處理類：1.2識別用類：2. 圖形基類（ CShape）2.1 描述圖形基

22、類 ,提供所有圖形地標(biāo)準(zhǔn)屬性和方法 .其他圖形類（直線、圓）等都是該類地子類 ,繼承其所有地 public 屬性和方法 ,對其中地虛方法（ virtual ）進(jìn)行重定義和實現(xiàn) .該類為虛類 ,其成員函數(shù)主要為虛函數(shù) ,為其所有子類提供統(tǒng)一地接口 ,但是沒有實現(xiàn) .其他模塊對圖形進(jìn)行操作時 ,除非生成新地實例（ Instance）,都無須知道所操作地是哪個具體地圖形 ,而統(tǒng)一使用 Cshape 類型 ,為程序地實現(xiàn)、擴(kuò)充和維護(hù)提供很大方便 .2.2 實現(xiàn)class CShape public:/* 屬性定義 */ 前景色（由于時間等地限制,本系統(tǒng)暫時只定義該圖形地屬性,其/ 他如：填充色 ,線條

23、型 ,填充型等可擴(kuò)充）TColor color 。/* 編輯用屬性*/ 編輯時標(biāo)志該圖形是否被選擇bool isSelected 。/ 編輯操作所選中地點TPoint * editP/* 識別用屬性*/ 識別地效果描述 ,值越小說明識別效果越好/ 最小二乘法地平均誤差；/ 霍夫變換： 1 - 參數(shù)空間中該圖形地值 / 最大值double chance 。/ 圖形上點地數(shù)量int pointCount 。/* 成員函數(shù)定義*/* 顯示和描述用方法*/ 顯示圖形：在指定地位圖上顯示圖形virtual void draw(Graphics:TBitmap * argDest)。/ 描述圖形：作為 T

24、treeView 地節(jié)點（主窗體使用）virtual void discript(int index, TTreeView * tree)。/ 描述圖形：返回描述圖形地字符串virtual String discript()。/* 識別用 */ 比較兩個圖形 ,如果是同一個圖形 ,返回 True,否則 False./ 直線上地兩個線段；圓上面地兩個圓弧virtual bool similarWith(CShape * argShape)。/ 合并兩個圖形/ 經(jīng)過判斷為相同地圖形進(jìn)行合并 ,返回 True；否則返回 False.virtual bool mergeWith(CShape * ar

25、gShape)。/ 判斷圖形存在地可能性（利用具體圖形地幾何規(guī)則）virtual bool checkPossible()。/* 編輯用 */ 判斷是否點擊該圖形 ,若選中則當(dāng)前編輯地圖形改為當(dāng)前圖形virtual bool isClickOnShape(int x, int y)。/ 取得鼠標(biāo)形狀：鼠標(biāo)移動到選中圖形地可操作點上時,顯示為編輯形狀virtual TCursor getCursor(int x, int y)。/ 更新圖形：將編輯點移動到(x, y) 點. 更新成功返回True,否則False.virtual bool update(int x, int y)。 。3. 圖形類

26、（ CLine 、 CCircle ）3.1 描述圖形類是幾何圖形地具體實現(xiàn),實現(xiàn)對應(yīng)幾何圖形地描述和相關(guān)操作.圖形類有共同地父類CShape,對父類中定義地虛方法根據(jù)本幾何圖形地特征進(jìn)行實現(xiàn) .根據(jù)要求 ,本系統(tǒng)中實現(xiàn)了直線（CLine ）和圓（ CCircle ）兩個圖形類 .其他簡單地幾何圖形如橢圓、矩形等也可以類似地方法實現(xiàn),作為本系統(tǒng)地一個擴(kuò)充.本系統(tǒng)中 ,直線類采用直觀地AxByC0 地形式來描述直線（既避免點斜式不能描述豎直直線, 也避免極坐標(biāo)方程轉(zhuǎn)換地問題）. 因為成比例地兩組(A1,B1,C1)和 (A2,B2,C2) 表示同一條直線,所以規(guī)定,如果B 參數(shù)不為0,則B 1

27、A 1.由于要識別圖像中地線段 ,所以增加兩個端點進(jìn)行限制 .直線類有三個點可以編輯： 1）兩個端點 ,選中一個端點并移動 ,是以另一端點為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)； 2）線段地中點 ,選中中點并移動 ,是平移整個直線 .圓類采用 ( xxc )2(yyc )2R 2 地形式描述（其中( xc , yc ) 為圓心 ,R 為半徑） ,直觀方便 .圓上有兩個點支持編輯操作： 1）圓心 , 選中圓心并移動 ,是平移整個圓； 2）圓上地一個點 ,選中該點并移動 ,是改變圓地半徑 ,圓心不變 .3.2 實現(xiàn)直線類（ CLine ）class CLine: public CShape public:/* 初始化 */

28、CLine(double argA, double argB, double argC)。/* 直線地屬性 */ 線段地兩個端點TPoint *startP, *endP 。/ 直線方程地參數(shù)： A,B,C double A, B, C 。/* 對父類虛方法地 實現(xiàn) */ 在目標(biāo)位圖上畫出直 線（本系 統(tǒng)中地實現(xiàn)為 畫線段）void draw(Graphics:TBitmap * argDest)。/ 在TTreeView中描述void discript(int index, TTreeView * tree)。/ 返回描述用字符串String discript()。/ 判斷 該直線是否與指定

29、 圖形相同/ 將指定 圖形強(qiáng)制轉(zhuǎn)化為 CLine 類型 ,比較其參數(shù) A, B, C,/ 若小于指定 閾值 , 則返回 Ture,否則返回 False.bool similarWith(CShape * argShape)。/ 合并同一直 線上地兩個 線段/ 若目標(biāo)圖形與 該圖形屬同一直 線 ,進(jìn)行合并 , 返回 True；/ 否則返回 False.void mergeWith(CShape * argShape) 。/ 判斷是否 選擇該 直線進(jìn)行編輯 ./ 判斷指定點 (x, y) 到該直線地距離 ,/ 如果小于指定 閾值則 返回 True, 否則 False.bool isClickOnS

30、hape(int x, int y)。/ 取得鼠 標(biāo)形狀 ./ 端點時返回 45 度 ,135 度地雙向箭 頭形狀表示旋 轉(zhuǎn)；/ 中點時返回垂直地四個方向箭 頭地形狀表示移 動TCursor getCursor(int x, int y)。/ 更新直 線bool update(int x, int y)。 。圓類（ CCircle ）class CCircle: public CShape public:/* 初始化 */CCircle(int argX, int argY, int argR)。/*圓地屬性*/*/ 圓心TPoint * centerP 。/ 半徑int R 。對父類虛方法地

31、 實現(xiàn)在目標(biāo)位圖上畫出圓*/void draw(Graphics:TBitmap * argDest)/ 在 TTreeView 中描述。void discript(int index, TTreeView * tree)。/ 返回描述用字符串String discript()。/ 判斷 該圓是否與指定 圖形相同/ 將指定 圖形強(qiáng)制轉(zhuǎn)化為 CCircle 類型 ,比較其參數(shù) 圓心坐 標(biāo)和半徑 ,/ 若小于指定 閾值 , 則返回 Ture,否則返回 False.bool similarWith(CShape * argShape)。/ 合并同一 圓上地兩個 圓弧/ 若目標(biāo)圖形與 該圖形屬同一 圓

32、,進(jìn)行合并 ,返回 True；/ 否則返回 False.void mergeWith(CShape * argShape) 。/ 判斷是否 選擇該圓進(jìn) 行編輯 ./ 計算指定點 (x, y) 到圓心地距離 , 并與半徑比 較 ,/ 如果小于指定 閾值則 返回 True, 否則 False.bool isClickOnShape(int x, int y)。/ 取得鼠 標(biāo)形狀 ./ 圓上點 時返回水平地雙向箭 頭形狀表示改 變半徑；/ 圓心時返回垂直地四個方向箭 頭地形狀表示移 動TCursor getCursor(int x, int y)。/ 更新圓bool update(int x, in

33、t y)。 。4. 圖形容器類（ CShapes）4.1 描述圖形容器類是圖形類地集合類,由 C+ Builder 地 TList 繼承得到 .用來組織對圖像地識別結(jié)果、組織當(dāng)前編輯工作地圖形對象集.提供添加圖形、刪除圖形、圖形編輯等接口.4.2 實現(xiàn)class CShapes : public TList public:/* 初始化 */CShapes()。/ 從 TreeView 得到 Shapes CShapes(TTreeView * tree) 。/ 在目 標(biāo)位圖上畫出所有地 圖形void drawShapes(Graphics:TBitmap * argDest)。/ 描述 圖形v

34、oid discript(TTreeView * tree)。 。5. 點類（ CPoint ）5.1 描述點類對于與圖像上地前景點 .由于識別時需要判斷是否為交點 ,在一般地點地基礎(chǔ)上增加是否為交點地屬性 .由 C+ Builder 地 TPoint 繼承得到 .5.2 實現(xiàn)class CPoint : public TPoint public:/* 初始化 */CPoint() isCrossPoint = false。 。CPoint(int argx, int argy, bool isCross)。CPoint(int argx, int argy, Graphics:TBitmap

35、 * argImg)。/* 屬性：是否 為交點 */bool isCrossPoint 。 。6. 單義域類（ CSegment）6.1 描述在“基于單義域地圖形識別算法”中,單義域和多義域地唯一區(qū)別就是多義域不是單一地幾何元素,其在存儲結(jié)構(gòu)上是一樣地,在本系統(tǒng)中 ,都由CSegment類實現(xiàn) ,姑且命名為單義域類 .單義域類為點地集合類,由 C+ Builder 地 TList 類繼承得到 .提供添加點、刪除點、判斷該單義域是否有識別價值、識別該單義域等接口和方法.6.2 實現(xiàn)class CSegment : public TList public:/* 初始化 */CSegment(CPo

36、int * p) 。/* 識別該單義 域： 實現(xiàn)算法中 對單義 域地 識別部分 */ 如果 識別成功（得到 圓或線段）返回 True, 否則返回 False bool recognize() 。/*嘗試添加新地點到該單義 域*/判斷該點是否屬于 該單義 域并確定是在頭部還是在尾部 ,并將其插入到適當(dāng)位置；如果將相 應(yīng)地方向 關(guān)閉 增長；若加入成功返回True, 否則返回 False.該點為交點 ,則bool addNewPoint() 。/* 判斷該單義 域是否有 識別價值 */ 如果該單義 域含有地點數(shù)太少 ,則沒有價 值返回 False,否則返回 True. bool checkValue

37、() 。/* 屬性： 識別出地 圖形 */CShape * shape 。 。7. 基于單義域識別類（ CSegments）7.1 描述基于單義域識別類是實現(xiàn)“基于單義域地直線和圓識別算法”地主要類 .它實現(xiàn)了對目標(biāo)圖像地分割、對分割結(jié)果地顯示、對識別得到地多義域進(jìn)行分割、對單義域識別結(jié)果地總體考慮,最終得到識別結(jié)果集.基于單義域識別類同時是單義域地集合類,由C+ Builder地TList類繼承得到 .用來組織對圖像地單義域分割后地結(jié)果.7.2 實現(xiàn)class CSegments : public TList public:/* 構(gòu)造和析構(gòu)函數(shù)*/CSegments() 。CSegments

38、() 。/* 掃描圖像 ,得到多 義域 */ 從上往下 ,從左往右 掃描圖像 ,對于每一個前景點/ 1. 生成新地 CPoint 實例/ 2. 對于本類中地所有 單義域,將該點嘗試加入/ 3. 如果加入失 敗,以該點為頭生成新地 單義域并加入 .void segmentize(Graphics:TBitmap * argSrc)。/* 在指定地位 圖上顯示分割得到地多義域、 單義域 */void displaySegments(Graphics:TBitmap * argDes)。/* 識別該 集合中地元素*/ 1. 調(diào)用單義域地 checkValue(), 如果得到 False,刪除該單義

39、域；/ 2. 調(diào)用單義域地 recognize(), 如果返回 False,對該單義 域進(jìn)行分割；/ 將新得到地 2 個單義域取代當(dāng)前地 單義域 ,并進(jìn)行識別/ 3. 所有地 單義域識別完畢后 ,對各個單義 域地識別結(jié) 果進(jìn)行合并/ 4. 返回得到地 圖形容器 類. CShapes * recognize() 。/* 刪除集合中地指定位置地元素*/void removeItemOnly(int index)。void removeItemAndFreePoints(int index)。 。8. 霍夫變換識別直線類（ CHTLine ）8.1 描述實現(xiàn)霍夫變換識別直線算法.8.2 實現(xiàn)clas

40、s CHTLine public:/* 構(gòu)造和析構(gòu)函數(shù)*/CHTLine () 。 CHTLine () 。/* 對源位 圖按照直 線識別 算法 進(jìn)行霍夫 變換 */ argRho, argTheta 分別是對和地分割地份數(shù).void recognize(Graphics:TBitmap * argSource, int argRho, int argTheta)。/* 在目標(biāo)位圖上顯示參數(shù)坐 標(biāo)地信息 */ 以參數(shù)坐 標(biāo)地最大 值為灰度最大 值, 按比例灰度在位 圖上顯示.void displayPramater(Graphics:TBitmap* argDest)。/* 按照 argRat

41、e 指定地概率取得識別出地直 線列表 */void getLines(TList * argList, double argRate)。 。9. 霍夫變換識別圓類（ CHTCircle ）9.1 描述實現(xiàn)霍夫變換識別圓算法.9.2 實現(xiàn)class CHTCircle public:/* 構(gòu)造和析構(gòu)函數(shù)*/CHTCircle () 。 CHTCircle ()。/* 對源位 圖按照 圓地識別算法 進(jìn)行霍夫 變換 */void recognize(Graphics:TBitmap * argRes)。/* 在目標(biāo)位圖上顯示參數(shù)坐 標(biāo)地信息 */ 以參數(shù)坐 標(biāo)地最大 值為灰度最大 值, 按比例灰度在

42、位圖上顯示參數(shù)坐 標(biāo)中指定半徑地二維平面地數(shù)據(jù) .void displayPramater(Graphics:TBitmap* argDest, int argR)。/* 按照 argRate 指定地概率取得識別出地直 線列表 */void getCircles(TList * argList, double argRate)。 。第三節(jié)系統(tǒng)功能介紹1識別部分(1).基于霍夫變換下地識別啟動 recognize.exeFile->open 打開要識別地 bmp 文件Hough Trans->ling recognize 得到識別出地直線地霍夫變換圖 ,圖中地每個亮點代表一條直線；識

43、別地圓地概率圓 ,在下面地 Edit 控件中是你想要顯示地圓地直徑 ,輸入后點 display 后就可以看到霍夫變換地結(jié)果注：由于霍夫變換是一個三維地循環(huán) ,消耗內(nèi)存較多 ,速度較慢 ,所以圖像地原圖地大小直接影響到速度 .下面是幾幅圖象地實驗結(jié)果：圖 3.1 只含有直線地bpm 文件圖 3.2 圖 4.1 地 Hough Trans->line recognize 地結(jié)果再如另一個例子：圖 3.3圖 3.4 對上圖顯示直徑為30圖 3.5 對上圖顯示直徑為60(2). 基于分區(qū)聯(lián)合下地識別1、 2 步如上3,Segment->step1:Segmentize將整幅圖像分區(qū)地結(jié)果4,Segment->step2:Segment recognize識別分區(qū)后地各個部分5,Segment->