VC++数字图像处理

1、数字图像处理设计摘要本数字图像处理设计是基于Microsoft Visual C+ 6.0设计的，实现.bmp格式图像的浏览与编辑，导入和导出，图像点运算（灰度直方图，直方图均衡化，线性变换）、几何变换（平移、缩放、旋转）、图像增强（平滑、锐化）、频域滤波（傅立叶变换）以及打印输出图片，实现对.bmp格式图像的操作。BMP文件是Windows操作系统所推荐和支持的图像文件格式,是一种将内存或显示器的图像数据不经过压缩而直接按位存盘的文件格式,一般来说BMP文件分成4个部分:位图头文件,位图信息头,颜色表,位图数据.同时BMP文件文件可以分为DIB格式和DDB格式,其中DIB格式是与设备无关的B

2、MP文件,通用性很强. 基础知识组成数字图像的基本单位是像素(Pixel),也就是说数字图像是像素的集合。显示器在显示图像时采用电子枪从左到右扫描一行,为每个像素着色,然后从上倒下扫描整个屏幕的方式,由于人眼的视觉停留,可以显示出完整的画面. 彩色图像和灰度图像:灰度图像是数字图像最基本形式,灰度图像的每个像素点上只包含一个量化的灰度级(0-255)来表示该点的亮度水平,计算机一般用1个字节(8个二进制位)来存储。彩色图像的数据不仅包含亮度信息,还包含颜色信息,图像中每一个像素由RGB(红绿蓝)三个分量组成,计算机一般用3个字节(24位二进制)来存储像素的颜色信息。 BMP位图文件结构位图头文

3、件位图信息头颜色表位图数据 图1.1 BMP图像文件结构如图1.1所示BMP文件由文件头、位图信息头、颜色信息和图形数据四部分组成。在编程时它们以结构体类型在计算机中存储。课程设计目的1、掌握图像空域平滑、增强方法；2、掌握图像点运算增强的方法；3、掌握使用VC+编写图像处理程序的基本方法。题目1、 图像平滑处理的编程实现要求：在空域中，分别用邻域平均法和中值滤波法实现图像的平滑处理；比较两种算法的处理结果；2、 图像锐化处理的编程实现要求：在空域中，分别用梯度法和Laplace算子法实现图像的锐化处理；比较两种算法的处理结果；系统处理流程分析通过对系统的需求分析，系统的基本功能已经确定。整个

4、系统各个模块的业务流，如图2.1所示:开 始主界面图像点运算几何变换频域滤波图像的增强处理 图2.1业务流程图系统的设计语言数字图像处理系统采用Microsoft Visual C+ 6.0 作为开发平台。系统模块设计功能截图如下: 菜单栏:部分功能模块代码直方图均衡化代码void ZYCView:OnPointHistst()/ 直方图规定化ZYCDoc* pDoc = GetDocument();/ 输入对象CImgProcess imgInput = pDoc->m_Image;/ 检查图像是灰度图if (imgInput.m_pBMIH->biBitCount!=8)Afx

5、MessageBox("不是8-bpp灰度图像，无法处理！");return;/ 标准图像CImgProcess * pStdImage = new CImgProcess();/ 定义标准图像和原图像的灰度直方图缓冲区double pdStdHist256;/ 通过打开对话框获取标准图像/ 文件路径CString filePath;/ 打开文件对话框，如果用户点击取消则返回CFileDialog openDlg(TRUE, 0, 0, 4|2, "Bitmap Files (*.bmp)|");if (openDlg.DoModal() = IDOK)

6、filePath = openDlg.GetPathName();elsereturn;/ 获取标准图像pStdImage->AttachFromFile(filePath);/ 检查图像是灰度图if (pStdImage->m_pBMIH->biBitCount!=8)AfxMessageBox("不是8-bpp灰度图像，无法处理！");return;/ 计算并显示标准图像的直方图，如果用户点击取消则返回pStdImage->GenHist(pdStdHist);CDlgHist histDlg;histDlg.m_pdHist = pdStdHi

7、st;if (histDlg.DoModal() != IDOK)return;delete histDlg;/ 输出的临时对象CImgProcess imgOutput = imgInput;/ 直方图规定化imgInput.Histst(&imgOutput, pdStdHist);/ 将结果返回给文档类pDoc->m_Image = imgOutput;delete pStdImage;pDoc->SetModifiedFlag(true);pDoc->UpdateAllViews(NULL);void ZYCView:OnFileRotate()/ 交换前、后

8、台图像ZYCDoc * pdoc = GetDocument();swap<CImgProcess>(pdoc->m_Image, pdoc->m_OImage);pdoc->SetModifiedFlag(true);pdoc->UpdateAllViews(NULL);效果图图像缩放void ZYCView:OnGeomZoom() / 图像缩放/ 获取文档ZYCDoc* pDoc = GetDocument();/ 输入对象CImgProcess imgInput = pDoc->m_Image;/ 检查图像是灰度图if (imgInput.m_

9、pBMIH->biBitCount!=8)AfxMessageBox("不是8-bpp灰度图像，无法处理！");return;/ 缩放比率float fZoomRatio;/ 创建对话框CDlgGeoZoom dlgPara;/ 初始化变量值dlgPara.m_Zoom = 0.5;/ 显示对话框，提示用户设定参数if (dlgPara.DoModal() != IDOK)/ 返回return;/ 获取用户设定的参数fZoomRatio = dlgPara.m_Zoom;/ 更改光标形状BeginWaitCursor();/ 输出的临时对象CImgProcess im

10、gOutput = imgInput;/ 调用Scale()函数实现图像缩放imgInput.Scale(&imgOutput, fZoomRatio);/ 将结果返回给文档类pDoc->m_Image = imgOutput;/ 设置脏标记pDoc->SetModifiedFlag(TRUE);/ 更新视图pDoc->UpdateAllViews(NULL);/ 恢复光标EndWaitCursor();void ZYCView:OnGeomRota() / 图像旋转/ 获取文档ZYCDoc* pDoc = GetDocument();/ 输入对象CImgProces

11、s imgInput = pDoc->m_Image;/ 检查图像是灰度图if (imgInput.m_pBMIH->biBitCount!=8)AfxMessageBox("不是8-bpp灰度图像，无法处理！");return;/ 旋转角度int iRotateAngle;/ 创建对话框CDlgGeoRota dlgPara;/ 初始化变量值dlgPara.m_iRotateAngle = 30;/ 显示对话框，提示用户设定旋转角度if (dlgPara.DoModal() != IDOK)/ 返回return;/ 获取用户设定的参数iRotateAngle

12、= dlgPara.m_iRotateAngle;/ 更改光标形状BeginWaitCursor();/ 输出的临时对象CImgProcess imgOutput = imgInput;/ 调用Rotate()函数实现图像旋转imgInput.Rotate(&imgOutput, iRotateAngle);/ 将结果返回给文档类pDoc->m_Image = imgOutput;/ 设置脏标记pDoc->SetModifiedFlag(TRUE);/ 更新视图pDoc->UpdateAllViews(NULL);/ 恢复光标EndWaitCursor();效果图图像

13、平滑void ZYCView:OnEnhaSmooth() / 图像平滑/ 获取文档ZYCDoc* pDoc = GetDocument();/ 输入对象CImgProcess imgInput = pDoc->m_Image;/ 检查图像是灰度图if (imgInput.m_pBMIH->biBitCount!=8)AfxMessageBox("不是8-bpp灰度图像，无法处理！");return;/ 输出的临时对象CImgProcess imgOutput = imgInput;intnTempH;/ 模板高度intnTempW; / 模板宽度FLOAT f

14、TempC;/ 模板系数intnTempMX;/ 模板中心元素X坐标intnTempMY;/ 模板中心元素Y坐标/ 模板元素数组赋初值（默认为平均模板）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,;/ 创建对话框CDlgSmooth dlgPara;/ 初始化对话框变量值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;/ 显示对话框，提示用户设定参数if (dlgPara.DoModal() != IDOK) return;/ 获取用户设定的参数nTempH = dlgPara.m_iTempH;nTempW = dlgPara.m_iTempW;nTempMX = dlgPara.m_iTempMX;nTempMY = dlgPara.m_iTempMY;f

16、TempC = dlgPara.m_fTempC;/ 更改光标形状BeginWaitCursor();/ 调用Template()函数实现平滑滤波imgInput.Template(&imgOutput, nTempH, nTempW, nTempMY, nTempMX, aValue, fTempC);/ 将结果返回给文档类pDoc->m_Image = imgOutput;/ 设置脏标记pDoc->SetModifiedFlag(TRUE);/ 更新视图pDoc->UpdateAllViews(NULL);/ 恢复光标EndWaitCursor();效果图傅立叶变

17、换void ZYCView:OnFreqFour() /快速傅立叶变换ZYCDoc* pDoc = GetDocument();/ 输入对象CImgProcess imgInput = pDoc->m_Image;/ 检查图像是灰度图if (imgInput.m_pBMIH->biBitCount!=8)AfxMessageBox("不是8-bpp灰度图像，无法处理！");return;BeginWaitCursor();/ 输出的临时对象CImgProcess imgOutput = imgInput;/ 执行FFT2imgInput.FFT2(&im

18、gOutput,1);/ 将结果返回给文档类pDoc->m_Image = imgOutput;pDoc->SetModifiedFlag(true);pDoc->UpdateAllViews(NULL);EndWaitCursor();效果图 结论与心得体会这次课程设计是以Microsoft Visual C+ 6.0 文档视图编程为基础实现的,在做课程设计前,我查阅了该方面相关的书籍,对我完成本次课程设计有很大的帮助。编程中在不同类之间函数参数和变量的传递和函数的调用出了问题,但是理清函数的编译编译顺序和变量的类型这些问题都逐一解决,同时增强了对工具栏,菜单栏的手动操作能力。 另外一点是对.bmp图像处理的实现,数字图像处理关键是算法的设计思想和算法的实现,通过这次课程设计,使我了解到了