VC++实现图像处理

1、对于一个图像处理系统来说，可以将流程分为三个阶段，在获取原始图像后，首先是图像预处理阶段、 第二是待征抽取阶段、第三是识别分析阶段。图像预处理阶段尤为重要，如果这阶段处理不好，后面的工 作根本无法展开。 在实际应用中，我们的系统获取的原始图像不是完美的，例如对于系统获取的原始图像，由于噪声、 光照等原因，图像的质量不高，所以需要进行预处理，以有利于提取我们感兴趣的信息。图像的预处理包 括图像增强、平滑滤波、锐化等容。图像的预处理既可以在空问域实现，也可以在频域实现，我们主要介 绍在空问域对图像进行点运算，它是一种既简单又重要的图像处理技术，它能让卿户改变图像上像素点的 灰度值，这样通过点运算处

2、理将产生一幅新图像。下面我们开始介绍与图像点运算的相关知识。 一、图嫁的直方图 图像克方图是图像处理中一种十分重要的图像分析工具，它描述了一幅图像的灰度级容，任何一幅图 像的直方图都包含了丰富的信息，它主要用在图象分割，图像灰度交换等处理过程中。从数学上来说图像 直方图是图像各灰度值统计特性与图像灰度值的函数，它统计一幅图像中各个灰度级出现的次数或概率： 从图形上来说，它是一个二维图，横坐标表示图像中各个像素点的灰度级，纵坐标为各个灰度级上图像各 个像素点出现的次数或低率。如果不特别说明，本讲座中的直方图的纵坐标都对应着该灰度级在图像中出 现的低率。我们的例子是在一个对话框中显示一个图像的直方

3、图，为实现该目的，我们定义了一个名为UFT” 的对话框类用来显示图像的直方图，具体实现代码和效果图如下(关于代码实现部分可以参考笔者2001年 在天极网上发表的一篇VC实現数字图像处理的文章)： /直方图对话框构造函数； ZFT：ZFT(CWnd* pParent /*=NULL*/) :CDialog(ZFT:IDD. pParent)/ZFT为定义的用来显示直方图的对话框类; Width-Heights；/对话框初始化阶段设置图像的宽和高为”0J /对话框重画函数： void ZFT：0nPaint0 CRect rect；/矩形区域对象： CWnd *pWnd；/得到图片框的窗口指针：

4、pWnd-GetD1 g11em(IDC.Graphic) ； /得到 ZFT 对话框的rrame*控件的指针； f i le：/ ( IDC_Graphic为放置在对话框上的一个Picture*控件;并讲类型设置为eFramew) pWnd-GetCl ientRect (fcrect);/得到 eFramew控件窗 口的视区域; int i； CPaintDC de(pWnd);/得到”Frame”控件的设备上下文； file：/画直方图的x、y轴； de. MoveTo(0,rect. Height()； de. LineTo(rect. WidthO rect. Height ()；

5、de. MoveTo(0.rect. HeightO)； de.LineTo(0,0)； file：/画直方图，mim是”ZFT”的部数组变量，存放的是图像各个灰度级出现的概率：该数组的各个分 量在显示具体图像的直方图时设置； for(i-0；iGetWindowRect ( BITMAPINFOHEADER *lpDIBHdr； /位图信息头结构指针； BYTE lpDIBBits；/指向位图像素灰度值的指针： 1 pDIBHdr= ( BITMAPINFOHEADER jGlobalLockChdib) ；/得到图像的位图头信息 lpDIBBits-(BYTE*)lpDIBHdr+size

6、of(BITMAPINFOHEADER)+256*sizeof(RGBQUAD)； file：/获取图像像素值 ZFT dialog；/直方图对话框模板对象： int i.j； int wImgWidth-lpDIBHdr-biWidth； int wlmgHeight-1pD1BHdr-biHeight； file：/a数组用来存放各个灰度级出现的低率： float a256； for(i-0；i256； i卄)/初始化数组： ai二0； file：/统计各个灰度级出现的次数： for(i=0；i for(j=0；j a*(lpDIBBits+WIDTHBYTES(wlmgWidth*8)*

7、i+j)+； file：/统计各个灰度级出现的概率： for(i=0；i256；i+) a i =a i / (wlmgHe igh twImgWi dth) ； /得到每个灰度级的出现抚率; memepy(dialog, num.a.256*sizeof(float)； dialog. DoModal ();/显示直方图对话框： return； (a) LENA 图像 (b)直方图 上图为LENA的原始图像利其对应的直方图，在(b)图中的135表示当前鼠标在直方图中所指的位置 对应的灰度级为1350从该直方图可以看出，LENA图像的灰度主要分布在中高灰度级上，在低灰度级上图 像的像素数几乎为

8、零。 二、图仗增强 彩响系统图像清晰程度的因素很多，例如室外光照度不够均匀就会遗成图像灰度过于集中：由CCD (摄 像头)获得的图像经过A/D (数/模转换，该功能在图像系统中由数字釆集卡来实现)無换、线路传送都会 产生噪声污染等等。因此图像质量不可避免的降低了，轻者表现为图像不干净，难于看清细节：重者表现 为图像模糊不清，连槪貌也看不出来。因此，在对图像进行分析之前，必须要对图像质量进行改善，一般 情况下改善的方法有两类：图像増强和图像复原。图像増强不考虑图像质量下降的原因，只将图像中感兴 趣的特征有选择的突出，而衰减不需要的待征它的目的主要是提高图像的可懂度。图像增强的方法分为 空域法和蘋

9、域法两类，空域法主要是对图像中的各个像素点进行操作：而频域法是在图像的某个变换域， 对图像进行操作.修改变换后的系数，例如付立叶变换、DCT变换等的系数，然后再进行及变换得到处理 后的图像。图像复原技术与增强技术不同，它需要了解图像质量下降的原因，首先要建立”降质模型”，再 利用该模型，恢复原始图像。本期讲座我们主要介绍各种増强技术在图象处理系统中的实际应用。 1. 灰度变换 简单的说，灰度变换就是指对图像上各个像素点的灰度值X按某个函数TO变换到y例如为了提高 图像的清晰度，需要将图像的灰度级整个围或其中某一段(A, B扩展或压缩到(A, B*):曙要显示出 图像的细节部分等都要求釆用灰度变

10、换方法。灰度变涣有时又被称为图像的对比度增强或对比度拉伸。假 定输入图像中的一个像素的灰度绞为Z,经过T(Z)函數变换后输出图像对应的灰度级为乙，其中要求Z 和乙梆要在图像的灰度国之。根据T()形式.可以将灰度变换分为线性变换和非线性变换。具体应用中 釆用何种T(),需要根据变涣的要求而定。 对于图像的灰度变换，我们这里介绍一种梢徹复杂一点的方法，既直方图均衡化。直方图均衡化是灰 度变换的一个重要应用，广泛应用在图像增强处理中，它是以累计分布函数变换为基础的直方图修正法， 可以产生一幅灰度级分布具有均匀概率密度的图像，扩展了像素的取值动态围。若像素点的原灰度为R, 变涣后的灰度为S,需要注意的

11、是R、S是归一化后的灰度值，其灰度变换函数T()为： 比七 - T(R) - V(/? ) - V ST (R)： 0 GetHDIB()； BITMAPINFOHEADER *lpDIBHdr； /位图信息头结构指针： BYTE lpDIBBits；/指向位图像素灰度值的指针： 1 pDIBHdr= ( BITMAPINFOHEADER )GlobalLock(hdib) ；/得到图像的位图头信息 lpDIBBits二(BYTE*)lpDIBHdr+sizeof(BITMAPINFOHEADER)+256*sizeof(RGBQUAD): file：/获取图像像素值 float p256,p

12、l256,num256； int i.j,k； for(i=0；ibiHeight； int Width=lpDIBHdr-biWidth； for (i=0；i for(j=30；j num*(lpDIBBits+WIDTHBYTES(Width*8)*i+j)+； file：/p存放图像各个灰度级的出现概率； for(i=0；i256；i+) pi=numi/(Wi dth*Hei ght)； file：/pl存放各个灰度级之前的概率和，用于直方图变换； for(i=0；i256；i+) for(k-0；kbiWidth,lpDlBHdr-biHeight.0.0. 1PDIBHdr-b

13、i W i d th J pDIBHd r-b i He i gh t, lpDIBBits. (LPBlTMAPINFO)lpDIBIIdr. DIB_RGB_COLORS. SRCCOPY)；/显示图像； (a) LENA 原图 GetHDIB()； BeginWai tCursor(): lpBi=(LPB I TMAP INFOHEADER) Global Lock (IIGLOBAL) hdib)； hData-(unsigned char*)FindDIBBits(LPSTR)lpBi)； pDoc-SetModifiedFlag仃RUE)； datalhandle-GlobalA

14、lloc(GMEM_SHARE.WIDTHBYTES(lpBi-biWidth*8)*lpBi-biHeight)； data-(unsigned char*)G1 oba 1 Lock(IIGI-OB.AL)data 1 hand 1 e)； AfxGetApp()-Bcgi nWaitCursor()； int i.j.s.t.ms=l； int sum-0sumw-0； int mask33=(lj J.(L2J. (l.l.D)；/ 定义的 3x3 加权平滑模板： for(i=0； ibiHeight； i+) for(j=0； jbiWidth； j-H-) sumw-0； sum-

15、0； for(s=(-ms)； s=ms； s+) for(t=(-ms) ； t=O)/获取当前设备上下文的句柄： SetStretchBltMode(hDC.COLORONCOLOR)； CDibDoc *pDoc二GetDocument()； HDIB hdib； hdib二pDoc-GetHDIB()； BITMAPINFOHEADER lpDIBHdr;/位图信息头结构指针： BYTE lpDIBBits；/指向位图像素灰度值的指针； lpDIBHdr= ( B1 TMAPINFOHEADER *)GlobalLock(hdib)；/得到图像的位图头信息 lpDIBBits= (BY

16、TE*) 1 pDIBHdr+sizeof (BITMAPINFOHEADER) +256羽izeof (RGBQUAD);/获取图像像素值 BYTE* pDatal； static int a33 = l4.1.4-204.l4l；/拉普拉斯算子模板; int m.n.ijsum； int Width=lpDIBHdr-biWidth； int Height=lpDIBHdr-billeight； pDatal-(BYTE*)new charW 1DTHBYTES(Widths)Height； file：/进行拉普拉斯滤波运算： for(i=l；i for(j=l；j sum-O； for(

17、m=-l；m2；m+) for(n=-l；n 1+n； i f(sum255) sum-255； *(pDatal+WI DTHBYTES (Widths) *i +j) =sum ； file：/原始图像pData减去拉普拉斯滤波处理后的图像pDatal for(i=0；i for(j=0；j sum-(int) (lpDIBBits+WIDTHBYTES(Width*8)*i+j)-4*(*(pDatal+WIDTHBYTES(Width*8)*i+j)； i f(sum255) sum-255； (lpDIBBits+WIDTHBYTES(Width*8)*i+j)=sum； StretchDI