图片浏览系统的设计与实现VIP

I武汉理工大学毕业设计（论文）图片浏览系统的设计与实现学院（系）： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： II摘 要八十年代中期，随着硬件设备的发展，使得图像技术和多媒体技术得到了长足的发展，计算机处理的内容由当初的单一文字扩大到了动画、文字、声音、视频、图像等多种媒体形式。目前，伴随着网络技术和 Internet 的发展，图像技术的功能得到了更好的发挥。本文详细描述了图像和图形技术的产生，发展以及在现实生活中的实际应用；分析了表示媒体、显示媒体、存储媒体和传输媒体间互相如何协同工作的运做过程；阐述了有关图像技术的关键点，开发技术和应用前景。本文以自主开发的图像系统为基点，论述了软件开发的过程，模式和技术点。对于图像技术的编码格式，格式转换，数据压缩和流媒体技术结合等应用进行的详细论述。软件系统采用了大量的设计模式和软件工程方法，解决了内聚与耦合的问题，实现了软件的易扩展与易维护，文中也对设计模式做了详细的叙述，并且对现今流行的图片格式和这些格式的开发进行了介绍。同时，本文围绕着图像浏览系统的剖析进行展开，列出了一些如 BMP 转 AVI 等关键技术的代码，以及一些框架的设计,以十六个本系统主要功能为框架，对每个功能以及相关技术的历史，发展和开发做了论述。对一些相关的技术和技术点也做了解释和说明。解决的图像浏览技术方面一些问题。关键词：图像编码 图像浏览 图像压缩 设计模式 框架设计IIIAbstractIn the middle of the 1980s, with the development of the hardware and computer device, graphic technology and multimedia technology are developing more and more quickly. The contents which computers are able to process extend from the single style of characters to the motivation, sound, video and graphics. Nowadays, with the aid of the Internet, graphic technology and image manipulation are easily bringing into play in our daily life. This paper detailedly describes the generation and the development of the image technology and graphics technology; analyses the relations of the perception medium, representation medium, presentation medium, storage medium and the transmission medium; discourses upon the key point, developing technology and the application prospect. This paper is based on the graphic system, which is developed by the author. It not only dissertates the common procedure, patterns and technical points in developing of the software. But also it discussed the coding, format exchange and data compressing in the graphics. This graphic system exercises lots of design patterns and software engineering methods and solves the problems of cohesion and coupling. It achieves the extendibility and usability of software. All above especially the design pattern are depicted in the paper. Meanwhile the paper introduces the popular formats of pictures and with the analysis of this graphic browsing system; we discuss the framework of this system and some key codes such as BMP converting to AVI. There are 16 main parts in the paper. In each part, we discourse and explain on the history, development and exploitation of the related technology.Key words：image coding image browsing image compressing design pattern framework designIV目 录摘 要 .IAbstract .II目 录 .III引 言 .1第 1 章 图像技术概述 .21.1 图像技术的发展 .21.2 图像技术的基本概念 .21.2.1 图片格式 .21.2.2 图片分辨率 .31.2.3 RGB 与 CMYK.41.2.4 色彩位数 .51.2.5 Pixel 与 DPI.51.2.6 FM 网屏技术 .51.3 图像技术的应用 .6第 2 章 开发工具与系统界面设计 .82.1 开发工具的选择 .8第 3 章 图像的编码与解码 .93.1 经典图像编码技术 .93.2 第二代编码技术 .103.3 编码技术的标准化 .113.4 编码技术的发展方向 .133.5 解码技术及本系统实例 .133.5.1 关于 MPEG 的解码的介绍 .13第 4 章 屏幕截取及部分屏幕截取 .204.1 整个屏幕截取及实现 .204.2 部分屏幕截取及实现 .21第 5 章 图像压缩 .255.1 有损压缩与无损压缩 .255.2 压缩编码压缩概述 .26V5.3 压缩编码的方法 .265.6 LZW 算法 .305.7 JPEG 编码标准 .315.8 本系统中利用 JPEG 编码实现压缩 .35第 6 章 图像的局部放大技术及实现 .376.1 实用价值 .376.2 算法原理 .376.3 实现步骤 .376.4 技术剖析 .41第 7 章 本系统中的设计模式 .437.1 什么是模式 .437.2 模式的作用 .457.3 模式的解决的问题 .477.4 本系统中使用的模式 .48结 论 .51参考文献 .52谢 辞 .531引 言近 年 来 ， 图 像 技 术 得 到 了 迅 速 的 发 展 ， 应 用 领 域 也 不 断 扩 大 ， 这 是 社 会 需 求 与 科学 技 术 发 展 相 结 合 的 结 果 。 图 像 技 术 的 发 展 也 带 动 了 其 它 一 些 技 术 的 应 用 ， 这 些 技 术同 样 又 促 进 了 图 像 技 术 的 发 展 。 图 像 技 术 为 我 们 人 类 提 供 了 多 种 交 流 表 达 信 息 的 方 式 ，正 在 逐 渐 或 已 经 进 入 政 府 部 门 、 军 队 、 学 校 、 科 研 机 构 、 公 司 企 业 以 至 家 庭 ， 并 将 广泛 应 用 于 管 理 、 教 育 、 培 训 、 公 共 服 务 、 广 告 、 文 艺 、 出 版 等 领 域 。图 像 技 术 的 发 展 使 一 些 原 来 相 对 独 立 发 展 的 产 业 和 行 业 （ 如 计 算 机 、 电 视 、 通 信 、出 版 和 娱 乐 等 ） 开 始 相 互 渗 透 和 结 合 ， 从 而 产 生 了 一 些 全 新 的 产 业 和 应 用 领 域 。 图 像技 术 与 图 像 系 统 的 应 用 多 种 多 样 ， 丰 富 多 彩 。 从 科 学 研 究 、 商 业 管 理 、 工 业 生 产 一 直到 家 庭 娱 乐 ， 几 乎 涉 及 人 类 社 会 生 产 、 生 活 的 各 个 领 域 ， 并 且 正 在 不 断 发 展 和 开 拓 新的 应 用 领 域 。 目 前 的 图 像 系 统 大 多 数 还 是 单 机 使 用 的 ， 但 实 际 应 用 已 经 提 出 了 把 图 像技 术 与 通 信 、 网 络 相 结 合 的 需 求 ， 这 就 是 所 谓 的 “分 布 式 ”图 像 技 术 ， 它 结 合 了 计算 机 的 交 互 性 、 通 信 的 分 布 性 和 电 视 的 真 实 性 ， 因 此 将 向 我 们 提 供 全 新 的 信 息 服 务 。下 面 我 们 将 从 几 个 方 面 介 绍 一 些 图 像 技 术 的 应 用 领 域 ， 并 且 举 出 几 个 具 体 的 应 用 例 子 。80 年 代 开 始 ， 人 们 致 力 于 研 究 将 声 音 、 图 形 和 图 像 作 为 新 的 信 息 媒 体 输 入 输 出 计算 机 ， 这 将 使 计 算 机 的 应 用 更 为 直 观 、 容 易 。 1984 年 Apple 公 司 的 Macintosh 个 人计 算 机 ， 首 先 引 进 了 “位 映 射 “的 图 形 机 理 ， 用 户 接 口 开 始 使 用 Mouse 驱 动 的 窗 口 技术 和 图 符 （ Windows and Icon） ， 受 到 广 大 用 户 的 欢 迎 。 这 使 得 文 化 水 平 较 低 的 公 众 ，包 括 儿 童 在 内 都 能 使 用 计 算 机 。 由 于 Apple 采 取 发 展 图 像 技 术 、 扩 大 用 户 层 的 方 针 ，使 得 它 在 个 人 计 算 机 市 场 上 成 为 唯 一 能 同 IBM 公 司 相 抗 衡 的 力 量 。 今 天 ， 国 际 上 下 述几 项 技 术 又 有 了 突 出 的 进 展 。 超 大 规 模 集 成 电 路 的 密 度 增 加 了 ； 超 大 规 模 集 成 电 路 的速 度 增 加 了 ； CD-ROM 可 作 为 低 成 本 、 大 容 量 只 读 存 储 器 ， 每 片 容 量 为 650MB 以 及 每片 单 面 DVD 容 量 为 4.7GB； 双 通 道 VRAM 的 引 进 ； 网 络 技 术 的 广 泛 使 用 。综 上 所 述 ， 无 论 从 半 导 体 的 发 展 还 是 从 计 算 机 进 步 的 角 度 ， 或 者 从 普 及 计 算 机 应 用 、拓 宽 计 算 机 处 理 信 息 类 型 看 ， 利 用 图 像 是 计 算 机 技 术 发 展 的 必 然 趋 势 。2第 1 章 图像技术概述1.1 图像技术的发展在计算机发展的早期阶段，人们利用计算机主要从事数据的运算和处理，处理的内容都是文字。80 年代，随着计算机技术的发展，尤其是硬件设备的发展，除了文字信息外，在计算机应用中人们开始使用图像信息。90 年代随着计算机软硬件的进一步发展，计算机的处理能力越来越强，应用领域得到进一步拓展，在很大程度上促进了图像技术的发展和完善，计算机处理的内容由当初的单一的文字媒体形式逐渐发展到目前的动画、文字、声音、视频、图像等多种媒体形式。目前，伴随着网络技术和 Internet 的发展，图像技术的功能得到了更好的发挥。1984 年，美国 App1e 公司推出被认为是代表多图像技术兴起的 Macintosh 机 1。1985 年，美国 Commodore 公司研制出世界上第一台多媒体系统 Amiga。1986 年，荷兰 Philips 公司和日本 Sony 公司联合推出了交互式紧凑光盘系统 CD-I(Compact Disc Interactive)，并同时公布了 CD-ROM 文件格式，后经国际标准化组织 1SO 承认而成为国际标准。1987 年，美国 RCA 公司推出了交互式数字视频系统DVI(Digital Video Interactive)，后由美国 Intel 公司和 IBM 公司于 1989 年联合将DVI 技术发展成为新一代多媒体开发平台 Action Media 750。1990 年，由美国Microsoft 公司会同多家厂商召开了多媒体开发者会议，会议成立了多媒体计算机市场协会，并制定了多媒体个人计算机 MPC 1.0 标准。到 1993 年和 1995 年，多媒体计算机市场协会先后发布了多媒体个人计算机标准 MPC 2.0 和 MPC 3.0，其基本性能指标。如表 1-1 所示。1.2 图像技术的基本概念1.2.1 图片格式以下是一些经常会应用到的图片格式，关于图片格式的具体信息和优缺点会在后文介绍。BMPBMP 档是最普遍的点阵图格式之一，也是 WINDOWS 系统下的标准格式，我们利用WINDOWS 的调色盘绘图，就是存成 BMP 文件 9。34表 1-1 基本性能指标标准 MPC 1.0 MPC 2.0 MPC 3.0RAM 2MB 以上 4MB 以上 8MB 以上CPU 386SX/16MHz 以上 486SX/25MHz 以上 Pentium/75MHz 以上磁盘 30MB 硬盘1.44 软驱 160MB 硬盘1.44 软驱 540MB 硬盘1.44 软驱CD-ROM 单速(150KB/s) 双速(300KB/s) 四速(600KB/s)音频 8 位声卡8 音符合成器16 位声卡8 音符合成器MIDI 播放16 位以上声卡波表合成技术MIDI 播放图形视频 640480/16 色 640480/65536 色 MPEG-1 播放I/O MIDI 游戏杆串口、并口 MIDI 游戏杆串口、并口 MIDI 游戏杆串口、并口系统软件 DOS CD-ROM 扩展Windows 3.0 扩展 Windows3.1 DOS 6.0Windows3.11PCXPCX 档是 MS-DOS 下常用的格式，在 WINDOWS 应用软体尚未普及时，MS-DOS 下的绘图，排版软体多用 PCX 格式，从最早的 16 色，发展至今已可达 1677 万色。GIFGIF 是 Graphics Interchange Format 的简写 4，是 Compuserve 公司所制订的格式，因为 Compuserve 公司开放使用权限，所以广受应用，且适用于各式主机平台，各软体皆有支援，现今的 GIF 格式仍只能达到 256 色，但它的 GIF89a 格式，能储存成背景透明化的形式，并且可以将数张图存成一个文件，形成动画效果。JPEGJPEG 是一种高效率的压缩文件，在存档时能够将人眼无法分辨的资料删除，以节省储存空间，但这些被删除的资料无法在解压时还原，所以 JPEG 档案并不适合放大观看，输出成印刷品时品质也会受到影响，这种类型的文件档案，称为失真压缩或破坏性压缩。1.2.2 图片分辨率1、图像分辨率 图像分辨率（Image Resolution）: 指图像中存储的信息量。这种分辨率有多种衡量方法，典型的是以每英寸的像素数（PPI）来衡量。图像分辨率和图像尺寸的值一起决5定文件的大小及输出质量，该值越大图形文件所占用的磁盘空间也就越多。图像分辨率以比例关系影响着文件的大小，即文件大小与其图像分辨率的平方成正比。如果保持图像尺寸不变，将图像分辨率提高一倍，则其文件大小增大为原来的四倍。 2、图像的位分辨率 图像的位分辨率（Bit Resolution）: 又称位深，是用来衡量每个像素储存信息的位数。这种分辨率决定可以标记为多少种色彩等级的可能性