【文章內(nèi)容簡介】 素。 24：16M真彩色圖，沒有調(diào)色板，圖像數(shù)據(jù)中每3個字節(jié)表示一個象素。 32：4G真彩色，一般沒有調(diào)色板，每4個字表表示一個象素，相對24位真彩色圖而言，加入了一個透明度，即RGBA模式。 biClrused：這個值通常為0，表示使用biBitCount確定的全部顏色。 biClrImportant:這個值通常為0，表示所有顏色都是必須的。調(diào)色板(Palette)：有些位圖需要調(diào)色板，有些位圖，如真彩色圖，不需要調(diào)色板，它們的BITMAPINFOHEADER后面直接是位圖數(shù)據(jù)。調(diào)色板實際上是一個數(shù)組，調(diào)色板是由顏色表項組成的，調(diào)色板結(jié)構(gòu)如下：Typedef struct tagRGBQUAD{ BYTE rgbBlue。 BYTE rgbGreen。 BYTE rgbRed。 BYTE rgbReserved。} RGBQUAD。 需要注意的是，RGBQUARD結(jié)構(gòu)中的顏色順序是BGR。位圖數(shù)據(jù)：在位圖頭文件、位圖信息頭、調(diào)色板之后，便是位圖的主體部分：位圖數(shù)據(jù)。根據(jù)不同的位圖，位圖數(shù)據(jù)所占據(jù)的字節(jié)數(shù)也是不同的，比如，對于8位位圖，每個字節(jié)代表了一個象素，對于16位位圖，每兩個字節(jié)代表了一個象素，對于24位位圖，每三個字節(jié)代表了1個象素，對于32位位圖，每4個字節(jié)代表了一個象素。 圖像的顏色處理 在真彩色系統(tǒng)中，圖像的顏色與真實世界中的顏色非常自然逼近，人眼難以區(qū)分他們的差別，通常使用RGB表示法來表現(xiàn)真彩色圖像，每一個象素的值用24位表示，紅、綠、藍三原色的濃度分別用一個字節(jié)來表示。但對于僅能同時顯示16色或者256色的系統(tǒng)，每一個象素僅能分別采用4位或者8位表示，象素值與真彩色的顏色值不能一一對應，這時就必須采用調(diào)色板技術(shù)。所謂調(diào)色板就是在16色或者256色的顯示系統(tǒng)中，由圖像出現(xiàn)的最頻繁的16中顏色或者256種顏色所組成的頻色表，顏色表中的值是某種顏色在顏色查找表中的索引值。當需要對顏色位數(shù)進行轉(zhuǎn)換時，可用八叉樹顏色量化算法進行轉(zhuǎn)換。這種方法首先掃描所有的象素，每遇到一種新的顏色就把它放到八叉樹中，并創(chuàng)建一個葉子節(jié)點，圖像掃描結(jié)束后，如果葉節(jié)點的數(shù)量大于調(diào)色板所需的顏色數(shù)，就將某些葉節(jié)點合并到其上一層節(jié)點中(父節(jié)點)去，并將父節(jié)點變?yōu)槿~節(jié)點，這樣進行下去直到葉節(jié)點的數(shù)量等于或者小于調(diào)色板所需的顏色數(shù)，之后遍歷八叉樹，將葉節(jié)點的顏色填入調(diào)色板的顏色表中。 圖像的二值化實際上在使用的圖像處理系統(tǒng)中，處理的對象主要是二值圖像。這是因為在使用的系統(tǒng)中，要求處理的速度高、成本低，所以信息量大的灰階圖像的處理占用太大的部分不是好辦法。因此希望盡可能用二值圖像的形式進行處理。圖像信息和背景信息分別對應圖像灰度直方圖，因此可以通過灰度直方圖選擇一個閾值把整個圖像分成圖像信息和背景信息兩部分，從而把灰度圖像轉(zhuǎn)化為黑白二值圖像。圖像的灰度直方圖是將圖像中的象素按其灰度值大小進行組合，所構(gòu)成的象素數(shù)量隨灰度級變化的函數(shù)的圖形形式。通常，灰度直方圖的橫軸表示灰度值，縱軸用來表示頻度。頻度，是指具有某一灰度值的象素在圖像中出現(xiàn)的次數(shù)或者在圖像中占總象素的百分比。如圖3—2所示。 圖3—2 具有二值傾向的灰度直方圖圖像二值化可根據(jù)下面的閾值處理來進行： 一般采用設定某一閾值，用閾值將圖像的數(shù)據(jù)分成大于閾值和小于閾值的象素群。例如，輸入的函數(shù)是f(x,y)，輸出的圖像是f(x,y)。如果用灰度變換的方法來研究f(x,y)，其灰度變換函數(shù)為：f(x,y)= 其中：為閾值。輸出的圖像的灰度值大于閾值，其數(shù)據(jù)點值取1；反之取0。這種灰度變換的方法，成為圖像的二值化。二值化處理就是把圖像f(x,y)分為對象物和背景兩個領(lǐng)域，然后求其閾值。在數(shù)字化的圖像數(shù)據(jù)中，無用的背景數(shù)據(jù)和對象物的數(shù)據(jù)常?；煸谝黄?。除次之外，在圖像中還含有其它的各種噪聲。所以閾值選取必須根據(jù)實際情況進行調(diào)節(jié)。這里的關(guān)鍵問題是閾值的確定方法。因為灰度圖像二值化后可能丟失掉原圖像中的一些信息，如果閾值選擇不當，二值化后的圖像有可能與原圖像相差很大，不能正確的反映原圖像，這樣，二值化就失去了意義/因為圖像二值化的目的是要在盡可能多的保留原圖像特征的前提下舍棄冗余信息。所以閾值的正確選擇很重要。系統(tǒng)中二值化的代碼實現(xiàn)如下：void CDigitClass::BinaryDigit(BYTE thre) { digitWidth = ()。 digitHeight = ()。 LONG x, y。 for(x=0。 xdigitWidth。 x++) { for(y=0。 ydigitHeight。 y++) { if(digitarray[x][y] = thre) digitarray[x][y]=(BYTE)1。 else digitarray[x][y]=(BYTE)0。 } }} 圖像的細化 細化的定義經(jīng)過預處理，待細化的圖像是0，1二值圖象。象素值為1的是需要細化的部分，象素值為0的是背景區(qū)域。一個圖像的“骨架”是指圖像的中央的骨骼部分，可以理解為圖像的中軸。例如一個長方形的骨架是它的長方向上的中軸線；正方形的骨架是他的中心點；圓的骨架是他的圓心；直線的骨架是它自身；孤立點的骨架也是它自身。骨架是描述圖像幾何及拓撲性質(zhì)的重要特征之一。求圖像骨架的過程通常稱為對圖像“細化”的過程。 細化的要求在字符識別系統(tǒng)中，為減少數(shù)據(jù)量，準確提取特征，常常需要采用細化算法。不過字符經(jīng)過細化后，將不可避免地丟失部分信息。因此是否細化應根據(jù)實際情況而定。但一旦決定對字符進行細化，則對細化結(jié)果的好壞，將直接影響著識別率。一般來說，細化有以下的基本的要求：(1)細化要保持原有字符的連續(xù)性，不能使本來相連的筆劃斷開。(2)要細化成1象素的骨架，骨架應接近原筆劃的中心線。(3)不要產(chǎn)生嚴重的畸變，對噪聲不敏感。(4)保留字符原有的拓撲，幾何特征，特別是一些明顯的拐角不應被光滑掉。 Hilditch算法描述Hilditch細化算法描述Hilditch 提出了一種串行細化算法，由于該算法是Hilditch提出的，就叫做Hilditch算法。Hilditch詳細講述了該算法的思想，但沒有給出這種算法地一個簡潔的表達式。 Hilditch細化算法是一種串行算法。這種方法需要對整幅圖像作多次掃描，在每一次掃描過程中。一些滿足給定條件的象素點將被標記，在本次掃描結(jié)束后，再將這些標記的象素點刪除，然后開始下一次掃描，直到在某一次掃描過程中，再沒有象素點被標記，整個細化過程結(jié)束。通常在二值圖象中，象素點的值為1或者0，值為1的點，稱為黑點，也是前景點，即圖形象素；值為0的點，稱為白點，也是背景點。在細化算法中，每一次掃描過程中，一個黑點，即圖形象素點必須滿足下面的條件才能被刪除：(1)該點是一個邊界點。(2)該點不是一個端點。(3)該點不是一個斷點。(4)該點的刪除不應該造成過度侵蝕。 圖像未經(jīng)細化時模板訓練的效果如圖3—3所示 圖片3—3 細化前的效果如圖3—4所示，當前象素點P(值為1)的8領(lǐng)域，以及P為邊界點、端點、斷點時的一種表現(xiàn)形式。1)P的8領(lǐng)域 2)P為邊界點 3)P為端點 4)P為斷點 圖3—4 P的幾種形式為了方便討論，令B(P)為當前象素點P的8領(lǐng)域中的黑象素點，S4(P)為P的4領(lǐng)域之和，S8(P)為P的8領(lǐng)域之和。 次算法在對二值圖像的每一次掃描處理過程中，掃描順序是從左到右，從上到下，一個黑象素點同時滿足下列七個條件將被刪除：(1)P=1。這個條件保證當前處理象素點P為黑點，即為圖形信息點。(2)S4(P)=3。這個條件保證P不是邊界點。(3)S8(P)=2。這個條件保證P不是端點。(4)N(P)=1。N(P)是P的8領(lǐng)域中沒有被標記的黑象素的個數(shù)，這個條件是為了保證細線的兩端不被刪除。(5)N(P)=1。N(P)的定義為：X(P)為對bi的求和。(i=1,2,3,4),bi取值：當P(2i—1)值為0并且P(2i)的值為1或者P(2i+1)的值取為1，其他情況bi的值為0。 Hilditch定義X(P)為交叉數(shù)，交叉數(shù)X(P)的取值總是04之間，可以從理論上證明可以刪除的象素與交叉數(shù)為1的情況是一致的。(6)X4(P)=1或者P4沒有被標志。X4(P)的定義為：假設P4為0時，求出交叉數(shù)X4(P)。(7)X8(P)=1或者P6沒有被標志。同上一條。這兩個條件都是為了防止過度腐蝕。在每一次掃描結(jié)束后，被標記的象素點被刪除。在最后一次掃描過程中，若沒有象素點被標記，整個細化算法結(jié)束。圖片細化之后，模板訓練的效果如圖3—5所示 圖3—5 細化后的效果第四章 系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) Visual C++ 是一種程序設計語言，也是一個集成開發(fā)軟件，它提供自動生成軟件代碼和可視化資源編輯的功能。與Win32緊密相連?？伸`活的開發(fā)底層軟件到上層直接面向用戶的軟件。 運行環(huán)境安裝：(a)安裝MICROSOFT公司的Visual C++ 。(b)安裝Visual Assist V6 編程助手。(c)安裝MSDNLibrary。選擇Visual C++ 的原因：(1)它是C和C++的混合編譯器，使得Visual C++ ++的高效、簡潔的特點。(2)它是一種面向?qū)ο蟮恼Z言，使得軟件能夠在編碼級、類級、控件級等多個級別上的重用，軟件的開發(fā)效率大為提高。(3)借助于Microsoft 基本類庫(Microsoft Foundation Class Library，簡稱MFC)和應用程序框架，能夠輕松的開發(fā)出Windows標準界面的應用程序?？墒褂肁ppWizard生成完整的基于MFC類庫的源文件和資源文件；可使用MFC ActiveX ControlWizard生成創(chuàng)建ActiveX空間所需的開始文件；還可使用ClassWizard來創(chuàng)建新類(Class),定義消息處理函數(shù)(Message Hander)，覆蓋虛擬函數(shù)(Virtual Function),從對話框(Dialog Box)的空間中獲取數(shù)據(jù)并驗證數(shù)據(jù)的合法性等。其界面更友好，便于操作。 MFC概述微軟基礎(chǔ)類庫（MFC，Microsoft Foundation Class）是微軟為Windows程序員提供的一個面向?qū)ο蟮腤indows編程接口，它大大簡化了Windows編程工作。使用MFC類庫的好處是：首先，MFC提供了一個標準化的結(jié)構(gòu)，這樣開發(fā)人員不必從頭設計創(chuàng)建和管理一個標準Windows應用程序所需的程序，而是“站在巨人的肩膀上”，從一個比較高的起點編程，故節(jié)省了大量的時間；其次，它提供了大量的代碼，指導用戶編程時實現(xiàn)某些技術(shù)和功能。MFC類庫充分利用了Microsoft開發(fā)人員多年開發(fā)Windows程序的經(jīng)驗，并可以將這些經(jīng)驗融入到用戶自己開發(fā)的應用程序中去。 系統(tǒng)界面按扭的生成 可以使用上圖的控件調(diào)色板，直接把控件從調(diào)色板上拖到新的對話框中，然后放到合適的位置。并且加以命名。各個按扭的具體情況如表4—1所示。IDPropertiesCaptionIDC_PIC_TESTPicture PropertieIDC_EDIT_RESULTEdit PropertiesIDC_BUTTON_INPUT_EQUIPPush Button Properties模板計算IDC_BUTTON_INPUT_TESTPush Button Properties樣本測試 表4—1 按扭的詳細定義選中對話框，點擊右鍵點擊類向?qū)В–lassWizard）， 根據(jù)上述介紹的原理，打開類向?qū)А；蛘哌x擇“VIEW”菜單中的“ClassWizard”菜單項，彈出“MFC ClassWizard”對話框。選擇“Message Maps”選項卡。在“Class name”列表框中選擇類CDigitRecogDlg ，在“Object IDs”列表框中選擇“IDC_BUTTON_INPUT_EQUIP” ，在對應的“Messages”列表中選擇 “BN_CLICKED”。 然后單擊“Add Function”按扭，添加對鼠標點擊左鍵的響應，點確認鍵。在“Member functions”欄中，將會增加一個 OnButtonInputEquip函數(shù)。如圖4—1所示： 圖4 —1 使用類向?qū)ё詣由纱a 雙擊“OnButtonInputEquip”函數(shù)或者在選種函數(shù)的情況下點擊 “Edit Code”按扭，在出現(xiàn)下面的函數(shù)代碼，如圖4—2所示。void CDigitRecogDlg::OnButtonInputEquip() { // TODO: Add your control notification handler code here } 圖4—2 類向?qū)ё詣由傻牟糠执a 模板計算的過程 函數(shù)調(diào)用關(guān)系如圖4—3所示CDigitRecogDlg::OnButtonInputEquip()調(diào)用() j=0strFile =( pos )(strFile)()(120)()()j++(模板計算圖片：\r\n)J9計算完圖片圖4—3 模板計算函數(shù)