【正文】 電氣工程學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 40 // 設(shè)置臟標(biāo)記 pDocSetModifiedFlag(TRUE)。 // 增強(qiáng)以后的圖像拷貝到 pDib 中，進(jìn)行顯示 for(y=0。 int nSaveWidth = pDibGetDibSaveDim().cx。 LPBITMAPINFOHEADER lpBMIH=pDibm_lpBMIH。 delete pCFData。 x++) { // 因?yàn)楦咄V波器會(huì)把低 頻成分去掉 ，所以圖像 看起來會(huì)比較暗，為了解決這個(gè) //問題在經(jīng)過增強(qiáng) 后的圖像加 上一個(gè)常數(shù) ，使圖像變得 亮起來。 y++) { for(x=0。 ynHeight。 } // 分配內(nèi)存 pCTData=new plexdouble[nTransWidth * nTransHeight]。 dTmpTwo = ceil(dTmpOne) 。 // 傅立葉變換的寬度和高 度（ 2 的整數(shù)次冪） int nTransWidth 。 } 圖 52 拉普拉斯 微 分 算 子 銳 化 處 理 后 的 圖 像 理想高通濾波圖像銳化編 程實(shí)現(xiàn)說明 利用前面介紹的理想 高通濾波實(shí) 現(xiàn)圖像銳化 。 y++) { for(x=0。 y++) { for(x=0。 int x。 向類 CimageProcessingView 中添加該菜單的點(diǎn)擊 事件處理程序，其具體代碼如下 所示。 } for(y=0。 nTmp[2][1] = lpImage[(y+1)*nWidth + x ] 。 x++ ) { dGrad = 0 。 //這個(gè)變量用來表示 Laplacian 算子像素值 int nTmp[3][3]。 nWeight[0][1] = 1 。 下面的函數(shù) LinearSharp()利用 Lapacian 算子實(shí)現(xiàn)了圖像 的銳化，其具體代碼實(shí)現(xiàn) 如下所示。其數(shù) 學(xué)表達(dá)式? ? ),(),(, vuFvuHvuG ? 。例 如，對(duì) (2,2),3 3f ? 的模板下的圖像 子塊為： 3 3 3( 2 , 2 ) 3 8 73 6 0mf????????? 計(jì)算結(jié)果為 22( 2 , 2 ) ( 3 3 ) 2 (6 3 ) (0 3 ) ( 3 3 ) 2 (7 3 ) (0 3 )g ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 6( )??取 整 最終處理結(jié)果為 單獨(dú)使用 Sobel 算子做邊緣檢 測(cè)，邊緣定位 精度不高，有時(shí) 還可能對(duì)非邊緣像素的響 應(yīng)大于某些 邊緣處的響 應(yīng)或者響應(yīng) 差 別不是很大，造成漏檢或誤檢 ，但是它對(duì) 噪聲具有較 好的魯棒性。水 平和垂直梯 度模板分別 為： ?????????? ????111000111xd ??????????????101101101yd 利用檢測(cè)模板可求得水平和垂直方向的梯度 ，再通過梯度合 成和邊緣點(diǎn)判定，就可得 到平均差分 法的檢測(cè)結(jié) 果。因 為圖像中的邊緣就是那些灰度發(fā)生跳變的區(qū)域，所以拉普 拉斯銳化模 板在邊緣檢測(cè)中很有用。 人們又提出了一些改 進(jìn)的方法， 例如 ? ? ? ?? ????? yxf yxGMyxg , , ? ?其他 TyxGM ?, 其中 T 是一個(gè)非負(fù)的 閾值。對(duì)于圖像 f(x,y),它所電氣工程學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 在的梯度是一個(gè)矢量 ，定義為 ? ??????????????????yfxfyxfG rad , 點(diǎn)（ x,y） 梯 度的幅度為梯 度的模，即 ? ? ? ? 22, ?????? ????????? ???? xfxfyxfGyxGM r ad 對(duì)數(shù)字圖像用微分運(yùn)算不方便，一般用差分來近似。為了要把圖像中間任何方向延伸的邊緣和輪廓線變得清晰，必須選擇那些不具備空間方向性的和具有旋轉(zhuǎn)不變的線性微分算子。項(xiàng)目工作區(qū)底部有 3 個(gè)標(biāo)簽項(xiàng)：分別為 Class View（類視圖）、 Resource View（資源視圖 ）、File View（文件視圖），點(diǎn)擊某個(gè) 具體的標(biāo)簽可 以切換到對(duì) 應(yīng)的項(xiàng)目工作區(qū)視圖中。其中標(biāo)準(zhǔn) 版又稱學(xué)習(xí) 版，而企 業(yè)版的功能最 為強(qiáng)大，我們這里所用的版本就是 Visual C++ 企業(yè)版。 （ 6）宏和自 動(dòng)化功能 宏記錄功能可以根據(jù)用戶的操作自動(dòng)生成宏操作序列；自動(dòng)化功能可以實(shí)現(xiàn)一些重復(fù) 性過程和工 作。這些新特性包 括以下幾個(gè) 方面： （ 1）文本編 輯器 Find in Files 命令支持兩個(gè)獨(dú)立的輸出窗格，可以保存上次搜索結(jié)果。要使軟件 擁有高效率的 運(yùn)行速度 ，我 們 應(yīng) 該 從 程 序 編 寫 的 質(zhì) 量 和 工 具 的 編 譯 質(zhì) 量 兩 方 面 著 手 。因此 ， Visual C++在使用 API 等方面和 Windows 聯(lián)系得最為電氣工程學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 緊密。自其 誕生以來 ，因其易用性和良好的用戶界面，一直是 Windows 環(huán)境下最主要 的開發(fā)工具。數(shù) 字圖像的特 點(diǎn)之一是數(shù)據(jù)量龐大。它與圖像增強(qiáng)不同，圖像增強(qiáng)的輸入是圖像，輸出也是圖像，而 圖像重建輸 入的是某種 數(shù)據(jù)，輸出 是圖像。 （ 5）圖像分析：圖 像分析主 要是對(duì)圖 像中感興趣 的目標(biāo)進(jìn) 行檢測(cè)和測(cè)量，以獲 得它們的客 觀信息，從而建立對(duì)圖 像的描述 。直方圖修正 、邊緣增 強(qiáng)等是其常用手段。轉(zhuǎn)換是不失真的，即原始圖像未被破壞掉。并且在數(shù)字圖 像處理中涉 及到硬件、軟 件、接口、網(wǎng)絡(luò) 等多項(xiàng)技術(shù)。這一 點(diǎn)在模擬圖像處理中，幾乎 是很難實(shí)現(xiàn) 的。比如對(duì)一幅由 512 512個(gè)像素組成的電視圖像，其灰度級(jí)用8比特的二進(jìn) 制數(shù)來表示， 其信息量為 512 512 8 = 256KB 對(duì)于這樣大信息量的圖像，雖然我們可以獲取較多的信息，但是如果要對(duì)此圖像進(jìn)行處理，我們必須要用具有相當(dāng)大內(nèi)存和存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)。 理解分析圖像頻域高通濾波銳化方法，特別是理想高通濾波器法、Butterworth濾波器法和指數(shù)形濾波器法。 Painter是一款由加拿大 Corel公司開發(fā)的圖形圖像軟件，是最優(yōu)秀的電腦繪畫軟件之一，它結(jié)合了 photoshop為代表的位圖圖像軟件和 Illustrator freehand等為代表的矢量圖形軟件的功能和特點(diǎn)，在圖像編輯合成、特效制作、二維繪圖等方面 均有突出表現(xiàn)。目前最新的版本是 Microsoft Visual C++ 20xx， Visual C++ 是其經(jīng)典版本。而數(shù)字圖像處理與矩陣運(yùn)算具有密切的聯(lián)系，并且 MATLAB圖像處理工具箱提供了豐富的圖像處理函數(shù)，熟練使用這些函數(shù)可以完成幾乎所有的圖像處理工作。不管是圖像的放縮、圖像的幾何變換、圖像的灰度變換還是離散余弦等正交變換，本質(zhì)上都是基于圖像矩陣的數(shù)學(xué)運(yùn)算。常見的圖像是連續(xù)的，即 f (x, y)的值可以是任意實(shí)數(shù)。從頻率域 來考慮， 圖像模糊 的實(shí)質(zhì)是電氣工程學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 因?yàn)槠涓哳l分量被衰減，因此可以用高通濾波器來使圖像清晰。隨著人類活動(dòng)范圍的不斷擴(kuò)大，圖像處理的 應(yīng)用領(lǐng)域也 將隨之不斷 擴(kuò)大。這將導(dǎo)致原始圖像在平滑處理之后，圖像邊緣 和圖像輪廓 模糊的情況 出現(xiàn)。在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的時(shí)代，人們?cè)絹碓蕉嗟睦脠D像信息來認(rèn)識(shí)和判斷事物，解決實(shí)際問題。 （ 2）將模擬圖像、物理圖像等可見圖像經(jīng)過數(shù)字化處理轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，例如將一幅照片通過掃描儀輸入到計(jì)算機(jī)中，掃描的過程實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)數(shù)字化過程。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國(guó)外研究現(xiàn)狀 圖像處理軟件是用于處理圖像信息的各種應(yīng)用軟件的總稱，現(xiàn)在國(guó)外比較流行的數(shù)字圖像處理軟件品種繁多。具有編輯 C 語言， C++等編程語言的能力，從傳統(tǒng)的 Windows API 編程到 MFC 編程、再到基于組件的編程， Visual C++都為之提供了方便的設(shè)計(jì)工具，幾乎能夠 完成 Windows 各個(gè)方面的應(yīng)用。目前最新版本 Adobe Photoshop CS4除了包含 Adobe Photoshop CS3的所有功能外，還增加了 3D和視頻流、動(dòng)畫、深度圖像分析 等。其功能主要表現(xiàn)在圖片美容、攝影作品的后期處理方面。 與 之 相 對(duì) 應(yīng) 的 是 模 擬 圖 像 處 理 （ Analog Image Processing），它包 括：電子處 理和光學(xué) 處理，如 電視信號(hào)處 理、遙感圖像處理等都是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行處理的過程，模擬圖像處理一般為實(shí)時(shí)處理。如果在圖像通信領(lǐng)域中，能夠充分利用數(shù)字圖像的這一特性，將大大 提高圖像處 理和傳輸?shù)?效率。如果要求 取圖像上某 一區(qū)域的面 積，利用計(jì)算機(jī) 可以很方便的達(dá)到目的，并且 精確度很高；但是要計(jì)算機(jī) 識(shí)別某一區(qū) 域是什么東西，則十分困難。三是特征提取，以便于計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像分析。當(dāng)無法知道圖像質(zhì)量下降的原因時(shí)，可以采用圖像增強(qiáng)技術(shù)來改善圖像的質(zhì)量。圖 像中通常包含多個(gè)對(duì)象，例如，一幅航空照片，可以分割為居民區(qū)、工業(yè)區(qū)、草原和湖泊 等區(qū)域。如果說圖像處理是一個(gè)從圖像到圖像的過程，則圖像分 析就是一個(gè) 從圖像到數(shù) 據(jù)的過程。 （ 7）圖像變換：圖 像變換是 指通過一 種數(shù)學(xué)映射 的方法， 將空域中的圖像信息轉(zhuǎn)換到頻域或時(shí)頻域等空間上進(jìn)行分析的數(shù)學(xué)手段。圖像編碼 主要是采用不同的表達(dá)方法以減少表示圖像所需的數(shù)據(jù)量，從本質(zhì)上來說，圖像編 碼與 壓縮 就 是對(duì) 要處 理的 圖 像源 數(shù)據(jù) 按一 定 的規(guī) 則進(jìn) 行變 換和組合，從而達(dá)到以盡 可能少的代 碼來表示盡 可能多的數(shù)據(jù) 信息。 程序員在 Windows 平臺(tái)下開發(fā) 應(yīng)用程序時(shí)，可以利用 WindowsAPI 提供給應(yīng)用程序的接口程序?qū)?Windows 進(jìn)行控制。由于 C++類支持繼承和 虛擬函數(shù)， 程序員可 以通過使 用繼承和擴(kuò)展適當(dāng)?shù)?C++類來實(shí)現(xiàn)特定 的目的。在行 內(nèi)有 一 句話 “ 在 Windows 下開 發(fā)軟 件， 只 有你 想不 到 的， 沒有Visual C++做不到的”來 形容 Visual C++ 的功能齊全和 強(qiáng)大。如增加或者刪除菜單命令和工具條按鈕 等。經(jīng)歷了近 20年的發(fā)展 ， Visual C++已經(jīng)有了很大的變化 ，在界 面、功能 、庫支 持方面都有許 多的增強(qiáng) 。編輯區(qū)基本上是開發(fā)界面的全部區(qū)域，不能被菜單或工具欄占據(jù)。 電氣工程學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 第四章 算法分析與描述 圖像銳化處理的目的是為了使圖像的邊緣。 空域微分銳化方法 圖像的模糊相當(dāng)于圖像被平均或被積分，為實(shí)現(xiàn)圖像的銳化，必須用它的反運(yùn) 算“微分 ”，加 強(qiáng)高頻分量 的作用， 從而使圖 像輪廓清晰。 梯度算子一旦算出后，就可以根據(jù)不同的需要生成不同的梯度增強(qiáng)圖像。 擴(kuò)散效應(yīng)是 成像過程中經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn) 象。 Roberts 交叉 微分算子函 數(shù) Roberts 算子模板是 一個(gè) 2 2 的模板，左上角 的是當(dāng)前待 處理像素 f()，則交叉 微 分算子定義 如下： ? ? ? ? ? ? ? ?1.,1,1,1 ????????? jifjifjifjiff 其模板可以 表示為： ???????? 10 011D ， ?????? ?? 01 102D ? ?? ? ? ?? ?jifDjifD , 2211 ?? ?? ? ? 21, ?? ??? jif 例如：已知原始圖像 F，求：用 Roberts 交叉微分算子的處理結(jié)果。 Sobel 算子包含兩組 3x3的矩陣，分別為 橫向及縱向 模板，將 之與圖像作平 面 卷積 ，即可分別得出橫向及縱向的亮 度差分近似 值。梯度算子和 laplacian 算子都對(duì)噪聲敏感，因此一 般用它們檢 測(cè)邊緣前要 先對(duì)圖像進(jìn)行 平滑。 指數(shù)高通 濾波器 指數(shù)高通濾波器的傳 遞函數(shù) H(u,v)可以表示為 ： ? ? ?????? ???????? nvuDDvuH ,e x p),( 0 0D 為截止頻率， n 為級(jí)數(shù)。 // 初始化為 0 memset(pdGrad, 0, nWidth*nHeight*sizeof(double)) 。 nWeight[2][0] = 1 。 ynHeight1 。 nTmp[1][1] = lpImage[y*nWidth + x ] 。 xx3。 } } delete []pdGrad 。 // 判斷是否是 8bpp 位圖 if (lpBMIHbiBitCount != 8) { // 提示用戶 MessageBox(目前只支持 256 色位圖的圖 像分割！ , 系統(tǒng)提示 , MB_ICONINFORMATION | MB_OK)。 電氣工程學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 32 // 開辟內(nèi)存，存儲(chǔ)圖像數(shù) 據(jù) ,該 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ) 不是 DWORD 對(duì)齊的 unsigned char * pUnchImage = new unsigned char[nWidth*nHeight]。 180 // 恢復(fù)光標(biāo)形狀 EndWaitCursor()。 i