【正文】 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 像處理中關(guān)鍵的一步就是對包含大量的各式各樣景物信息的圖像進(jìn)行分解。分解最終結(jié)果是圖像被分解成一些具有某種特征的最小成分，稱為圖像的基元，相對于整幅圖像來說，這種基元比較容易處理。 圖像的特征是指圖像場中可用作標(biāo)志的屬性。它可以分為圖像的統(tǒng)計(jì)特征和圖像的視覺特征。 圖像的統(tǒng)計(jì)特征是指一些人為定義的特征，通過變換才能得到如圖像的直方圖、矩頻譜等。圖像的視覺特征是指人的視覺可直接感受到自然特征，如區(qū)域的亮度、紋理或輪廓等，利用這兩類特 征把圖像分解成一系列有意的目標(biāo)或區(qū)域的過程稱為圖像的分割。 圖像的邊緣是圖像的最基本特征。所謂邊緣是指周圍圖像灰度有階躍變化的那些像素的集合，邊緣廣泛存在于物體與背景之間，物體與物體之間，基元與基元之間。因此邊緣檢測是圖像分割所依賴的重要特征。 [2] 課題發(fā)展?fàn)顩r和目標(biāo) 邊緣檢測的研究多年來在業(yè)內(nèi)被人們高度重視。從邊緣檢測研究的歷史和現(xiàn)狀來看，邊緣檢測有幾個明顯的趨勢： 對原有的算法不斷改進(jìn)。 新方法、新概念的引入和多種方法的有效綜合運(yùn)用。 對特殊圖像邊緣檢測的研究越來越得到重視，目前有很 多針對立體圖像、彩色圖像、多光譜圖像、合成孔徑雷達(dá)圖像、深度圖像、紋理圖像、超聲圖像、計(jì)算機(jī)斷層掃描、磁共振圖像、共聚焦激光掃描顯微鏡圖像以及運(yùn)動圖像等特殊圖像的邊緣檢測技術(shù)的研究。 對圖像邊緣檢測評價(jià)的研究和對評價(jià)系統(tǒng)的研究越來越得到關(guān)注。 將現(xiàn)有的算法應(yīng)用于工程實(shí)際中。 在此本可以將使用 VC++ 編程設(shè)計(jì)軟件對邊緣檢測技術(shù)的的各個算法進(jìn)行仿真編程，來分析和比較各個算法的功能和效果，以便更深入的了解圖像邊緣檢測技術(shù)。 長春大學(xué)光華 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 共 30 頁 第 3 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 2 章 程序框架及編程 基礎(chǔ)知識介紹 MFC 概述 MFC,微軟基礎(chǔ)類 (Microsoft Foundation Classes),實(shí)際上是微軟提供的 ,用于在 C++環(huán)境下編寫應(yīng)用程序的一個框架和引擎 ,VC++是Windows 下開發(fā)人員使用的專業(yè) C++ SDK(SDK,Standard SoftWare Develop Kit,專業(yè)軟件開發(fā)平臺 ),MFC 就是掛在它之上的一個輔助軟件開發(fā)包 ,MFC 作為與 VC++血肉相連的部分 (注意 C++和 VC++的區(qū)別 :C++是一種程序設(shè)計(jì)語言 ,是一種大家都承認(rèn)的軟件編制的通用規(guī)范 ,而 VC++只是一個編譯器 ,或者說是一種編譯 器 +源程序 編輯器 的 IDE。 MFC是 Win API 與 C++的結(jié)合 ,API,即微軟提供的 Windows 下應(yīng)用程序的編程語言接口 ,是一種軟件編程的規(guī)范 ,但不是一種程序開發(fā)語言本身 ,可以允許用戶使用各種各樣的第三方 (如我是一方 ,微軟是一方 ,Borland 就是第三方 )的編程語言來進(jìn)行對 Windows 下應(yīng)用程序的開發(fā) ,使這些被開發(fā)出來的應(yīng)用程序能在 Windows下運(yùn)行 ,比如 VB,VC++,Java,Delhpi編程語言函數(shù)本質(zhì)上全部源于 API,因此用它們開發(fā)出來的應(yīng)用程序都能工作在Windows 的消息機(jī)制和繪圖里 ,遵守 Windows 作為一個操作系統(tǒng)的內(nèi)部實(shí)現(xiàn) ,這其實(shí)也是一種必要 ,微軟如果不提供 API,這個世上對 Windows編程的工作就不會存在 ,微軟的產(chǎn)品就會迅速從時(shí)尚變成垃圾 ,上面說到 MFC是微軟對 API函數(shù)的專用 C++封裝 ,這種結(jié)合一方面讓用戶使用微軟的專業(yè) C++ SDK 來進(jìn)行 Windows 下應(yīng)用程序的開發(fā)變得容易 ,因?yàn)?MFC 是對API 的封裝 ,微軟做了大量的工作 ,隱藏了好多程序開發(fā)人員在 Windows下用 C++ amp。 MFC 編制軟件時(shí)的大量內(nèi)節(jié) ,如應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)消息的處理 。 MFC 類庫 CWnd：窗口，它是大 多數(shù) “ 看得見的東西 ” 的父類 (Windows 里幾乎所有看得見的東西都是一個窗口，大窗口里有許多小窗口 )，比如視圖CView、框架窗口 CFrameWnd、工具條 CToolBar、對話框 CDialog、按鈕CButton，一個例外是菜單 (CMenu)不是從窗口派生的。該類很大，一開始也不必學(xué)，知道就行了。 CDocument 文檔，負(fù)責(zé)內(nèi)存數(shù)據(jù)與磁盤的交互。最重要的是長春大學(xué)光華 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 共 30 頁 第 4 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ OnOpenDocument(讀入 ),OnSaveDocument(寫盤 ),Serialize(讀寫 )。 CView視圖，負(fù)責(zé)內(nèi)存數(shù)據(jù)與用戶的交互。包 括數(shù)據(jù)的顯示、用戶操作的響應(yīng) (如菜單的選取、鼠標(biāo)的響應(yīng) )。最重要的是 OnDraw(重畫窗口 )，通常用 CWnd::Invalidate()來啟動它。另外，它通過消息映射表處理菜單、工具條、快捷鍵和其他用戶消息。你自己的許多功能都要加在里面，你打交道最多的就是它。 CDC 設(shè)備文本。無論是顯示器還是打印機(jī)，都是畫圖給用戶看。這圖就抽象為 CDC。 CDC與其他 GDI(圖形設(shè)備接口 )一起，完成文字和圖形、圖像的顯示工作。把 CDC 想象成一張紙，每個窗口都有一個 CDC相聯(lián)系，負(fù)責(zé)畫窗口。 CDC有個常用子類 CClientDC(窗口客戶區(qū) )，畫圖通常通過CClientDC 完成。 CDialog 對話框 CWinApp 應(yīng)用程序類。似于 C 中的 main 函數(shù)，是程序執(zhí)行的入口和管理者，負(fù)責(zé)程序建立、消滅，主窗口和文檔模板的建立。最常用函數(shù)InitInstance()：初始化。 CSize 大小，就是 (cx,cy)對 (寬、高 )MFC 是在 1992 年的 Microsoft 16位版的 C/C++編譯器的 版本中作為一個擴(kuò)展輕量級的 Windows API面向?qū)ο蟮?C++封裝庫而引入的。 CEditView 提供 Windows 編緝控件的功能 。因?yàn)?CEditView 派生于Cedit，該對象可同文件和文件模板一同使用 。 程序設(shè)計(jì)框架： 長春大學(xué)光華 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 共 30 頁 第 5 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ： 圖 系統(tǒng)流程圖 系統(tǒng)初始化 進(jìn)行算法演示 是否為 BMP圖像 以讀的方式打開文件 將圖片顯示到屏幕 是否為灰度二值圖像 進(jìn)行邊緣提取 將提取效果圖顯示 系統(tǒng) 演示結(jié)束 長春大學(xué)光華 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 共 30 頁 第 6 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 3 章 VC++圖像處理 程序的設(shè)計(jì) 數(shù)字圖像處理概述 數(shù)字圖像處理 (Digital Image Processing)是指用計(jì)算機(jī)對圖像信息進(jìn)行的處理，也稱為 (Computer Image Processing)。數(shù)字圖像處理包括以下幾個 內(nèi)容： [3] (1)點(diǎn)運(yùn)算 點(diǎn)運(yùn)算主要是針對圖像的像素進(jìn)行加、減、乘、除等運(yùn)算。圖像的點(diǎn)運(yùn)算可有有效地改變圖像的直方圖分布，這對提高圖像的分辨率以及圖像的均衡都是非常有效的。 (2)幾何處理 幾何處理主要包括圖像的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、圖像的移動、縮小、放大和旋轉(zhuǎn)，多個圖像的配準(zhǔn)和圖像扭曲校正等。幾何處理是最常見的圖像處理手段，幾乎任何圖像處理軟件都提供了最基本的圖像縮放功能。圖像的扭曲校正功能可以對變形的圖像進(jìn)行幾何校正，從而得出準(zhǔn)確的圖像。 (3)圖像增強(qiáng) 圖像增強(qiáng)主要是突出圖像中重要的信息，同時(shí)減弱同時(shí)減弱或去除 不需要的信息。本論文所研究的范圍就是屬于圖像的增強(qiáng)。常用的方法有直方圖增強(qiáng)和偽彩色增強(qiáng)等。 [5] (4)圖像復(fù)原 圖像復(fù)原的主要目的是去除干擾和模糊，從而恢復(fù)圖像的本來。例如對圖像進(jìn)行去噪聲復(fù)原處理。 (5)圖像形態(tài)學(xué)處理 圖像形態(tài)學(xué)是數(shù)學(xué)形態(tài)的延伸，是一門獨(dú)立的研究科學(xué)。利用圖像形態(tài)學(xué)處理技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)圖像的腐蝕、細(xì)化和分割等效果。 (6)圖像編碼 圖像編碼研究屬于信息論中信息源編碼的范疇，主要是利用圖像的信號的統(tǒng)計(jì)特性和人類視覺特性對圖像進(jìn)行高效編碼，從而達(dá)到壓縮圖像的目的。圖像編碼是數(shù)字圖像處理中一個 經(jīng)典的研究范疇，有 60多年的研究歷史，目前已經(jīng)制定了多種編碼標(biāo)準(zhǔn)，如 、 JPEG 和 MEPG 等。 (7)圖像重建 圖像的重建起源于 CT 技術(shù)的發(fā)展，是一門新興的數(shù)字圖像處理技術(shù)，主要是利用采集的數(shù)據(jù)重建出圖像。圖像重建的主要算法有迭代法、代數(shù)法、長春大學(xué)光華 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 共 30 頁 第 7 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 傅立葉反投影法和和使用最廣泛的卷積反投影法等。 (8)模式識別 模式識別也是數(shù)字圖像處理的一個新興的研究方向，目前模式識別方法有三種，即統(tǒng)計(jì)識別法、句法結(jié)構(gòu)模式識別法和模糊識別法。應(yīng)用廣泛的有文字識別 (ORC)技術(shù)就是應(yīng)用模式識別技術(shù)開發(fā)出來的。 圖像和 顏色系統(tǒng) 1. 圖像 普通的顯示器屏幕是由許多的點(diǎn)構(gòu)成的，這些點(diǎn)稱為像素。顯示時(shí)采用掃描的方式：電子槍每次從左到右掃描一行，為每個像素著色，然后再從上到下掃描整個屏幕，利用人眼的視覺暫留效應(yīng)就可以顯示出一屏完整的圖像。為了防止閃爍，每秒要重復(fù)幾十次掃描過程。我們常說的屏幕分辨率為1024*768 像素，刷新頻率為 85Hz，意思是每行掃描 1024 像素，一共要掃描768 行，每秒重復(fù)掃描屏幕 85 次。一般刷新頻率大于 80Hz 時(shí)，人眼感受不到因屏幕刷新而產(chǎn)生的閃爍，這種顯示器被稱為位映像設(shè)備。所謂位映 像，就是指一個二維的像素矩陣，位圖就是采用位映像方法顯示和存儲的圖像。 對于彩色圖像，它的顯示必須從三原色 RGB 概念說起。眾所周知，自然界中的所有顏色都可以由紅、綠、藍(lán)三原色組合而成。有的顏色有紅色成分多一些，其他成分少一些。針對含有紅色成分的多少，可以人為地分成 0~255共 256 個等級。 0級表示不含紅色部分， 255 級表示含有 100%的紅色成分。同樣，綠色和藍(lán)色也可以被分成 256 級。這樣根據(jù)紅、綠、藍(lán)各種不同的組合可以表示出 256*256*256(約 1600 萬 )種顏色。 [4] 如果一幅圖像的 每個像素都用其 RGB 分量來表示，那么圖像文件將變的非常大，實(shí)際上的做法不完全是這樣，下面舉一個例子： 對一副 200*200 的 16 色圖像，它共有 40000 個像素，如果沒一個像素都用