【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 個(gè)字節(jié)，其定義如下：typedef struct tagRGBQUAD{BYTE rgbBlue；//該顏色的藍(lán)色分量BYTE rgbGreen//該顏色的綠色分量BYTE rgbRed；//該顏色的紅色分量BYTE rgbReserved；//保留值}RGBQUAD；第四部分就是實(shí)際的圖像數(shù)據(jù)。對(duì)于用到調(diào)色板的位圖，圖像數(shù)據(jù)就是該像素顏色在調(diào)色板中的索引值，對(duì)于真彩色圖像，圖像數(shù)據(jù)就是實(shí)際的R、G、B值。下面就2色、16色、256色和真彩色位圖分別介紹。對(duì)于2色位圖，用1位就可以表示該像素的顏色（一般0表示黑，1表示白），所以一個(gè)字節(jié)可以表示8個(gè)像素。對(duì)于16色位圖，用4位就可以表示該像素的顏色，所以一個(gè)字節(jié)可以表示2個(gè)像素。對(duì)于256色位圖，用8位就可以表示該像素的顏色，所以一個(gè)字節(jié)剛好可以表示1個(gè)像素。下面有兩點(diǎn)需要注意：（1）每一行的字節(jié)數(shù)必須是4的整數(shù)倍，如果不是，則需補(bǔ)齊。（2）BMP文件的數(shù)據(jù)存放是從下到上，從左到右的。也就是說(shuō)，從文件中最先讀到的是圖像最下面一行的左邊第一個(gè)像素，然后是第二個(gè)像素，接下來(lái)是倒數(shù)第二行左邊第一個(gè)像素，左邊第二個(gè)像素。以此類推，最后得到的是最上面一行的最右邊的一個(gè)像素。2 本文編程環(huán)境本文編程所使用的環(huán)境是Microsoft Visual C++ 。Visual C++提供了一個(gè)支持可視化編程的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，采用標(biāo)準(zhǔn)的多窗口Windows用戶界面，易于使用，可以很方便的生成人機(jī)界面。通過(guò)C++編程，弦箭算法可以方便地嵌入實(shí)際應(yīng)用，其代碼也可應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。由于MFC沒(méi)有封裝處理與DIB位圖相關(guān)的Windows API函數(shù)的類，使得利用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的處理相對(duì)復(fù)雜。本文利用一個(gè)現(xiàn)有的圖像處理程序ImageProcessing，在此基礎(chǔ)上，嵌入弦箭算法。利用該程序，可以很方便地讀取圖像的各種信息，以及對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。3 弦箭累加的編程實(shí)現(xiàn)一、類Cdib 及canny算子程序ImageProcessing是在VC++環(huán)境下編寫的對(duì)BMP圖像進(jìn)行處理的MFC AppWizard程序，可以對(duì)BMP圖像進(jìn)行變換、特征提取、圖像分割等多種處理。程序通過(guò)類Cdib來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)BMP圖像文件的讀取、顯示、保存以及獲取圖像文件信息等， 在程序ImageProcessing中，類Cdib共設(shè)計(jì)了13個(gè)屬性（成員變量）和30個(gè)成員函數(shù)，通過(guò)它們來(lái)完成對(duì)圖像的一些處理。這里對(duì)類Cdib中的13種屬性進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明如下：LPVOID m_lpvColorTable：調(diào)色板指針；HBITMAP m_hBitmap：BITMAP結(jié)構(gòu)指針；LPBYTE m_lpImage：DIB位圖數(shù)據(jù)塊地址；LPBITMAPINFOHEADER m_lpBMIH：DIB信息頭指針；HGLOBAL m_hGlobal：全局的句柄，用于內(nèi)存映射文件中； Alloc m_nBmihAlloc：表示信息頭內(nèi)存分配的狀況；Alloc m_nImageAlloc：表示位圖數(shù)據(jù)分配的狀況；DWORD m_dwSizeImage：DIB位圖中的字節(jié)數(shù)（信息頭和調(diào)色板數(shù)據(jù)除外）；int m_nColorTableEntries：調(diào)色板表項(xiàng)數(shù)；HANDLE m_hFile：文件句柄；HANDLE m_hMap：內(nèi)存映射文件句柄；LPVOID m_lpvFile：文件句柄；HPALETTE m_hPalette：調(diào)色板句柄；對(duì)于Cdib類的構(gòu)造函數(shù)、文件讀寫成員函數(shù)以及大多數(shù)Get成員函數(shù)等意義都是暗含的，程序中也都有詳細(xì)的注解，在此不再詳細(xì)討論。canny算子是對(duì)圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)的一種算法，其主要通過(guò)以下幾個(gè)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)：函數(shù)GaussianSmooth對(duì)原圖象進(jìn)行高斯濾波；函數(shù)DirGrad來(lái)計(jì)算x、y方向上的導(dǎo)數(shù)；函數(shù)GradMagnitude計(jì)算梯度的幅度；通過(guò)函數(shù)NonmaxSuppress應(yīng)用nonmaximum 抑制；應(yīng)用Hysteresis，找到找到所有的邊界。canny函數(shù)輸入?yún)?shù)說(shuō)明如下:unsigned char *pUnchImage 圖象數(shù)據(jù)int nWidth 圖象數(shù)據(jù)寬度int nHeight 圖象數(shù)據(jù)高度double sigma 高斯濾波的標(biāo)準(zhǔn)方差double dRatioLow 低閾值和高閾值之間的比例double dRatioHigh 高閾值占圖象象素總數(shù)的比例unsigned char *pUnchEdge canny算子計(jì)算后的分割圖canny分割算子，計(jì)算的結(jié)果保存在pUnchEdge中，邏輯1(255)表示該點(diǎn)為邊界點(diǎn)，邏輯0(0)表示該點(diǎn)為非邊界點(diǎn)。該函數(shù)的參數(shù)sigma，dRatioLow，dRatioHigh，是需要指定的。這些參數(shù)會(huì)影響分割后邊界點(diǎn)數(shù)目的多少，, , 。經(jīng)過(guò)canny算子計(jì)算后的結(jié)果如下圖31所示。（a）原圖 （b）canny算子計(jì)算后的圖像圖31二、割斷圖像中分叉的邊緣點(diǎn)經(jīng)過(guò)canny算子的圖像曲線，會(huì)有很多分叉的曲線，我們通過(guò)將曲線交叉點(diǎn)置為0來(lái)將其斷開(kāi)。首先按從上到下的、從左到右的順序掃描圖像，尋找數(shù)值不為0的點(diǎn)，定義整形變量count來(lái)記錄該點(diǎn)四鄰域中不為0的點(diǎn)的個(gè)數(shù)，count初始化為0。若count值大于2，則表示曲線在該點(diǎn)處分叉， count值小于1（即為0），表示該點(diǎn)為孤立點(diǎn)，count值為1表示該點(diǎn)為其所在曲線的一個(gè)端點(diǎn)，count值為2表示該點(diǎn)為曲線的一個(gè)中間點(diǎn)。我們只要要將count值大于2的點(diǎn)置為0，就可以將分叉的曲線斷開(kāi)，但是這樣做會(huì)將分叉的曲線斷成三條曲線，如圖32（b）所示。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，如果將該點(diǎn)四鄰域中不為0的一個(gè)點(diǎn)置為0，最多只會(huì)將曲線斷成兩條曲線，如圖32（c）所示。這樣不僅減少了曲線條數(shù)，也是曲線盡可能不被斷成短線，提高算法準(zhǔn)確率。該段程序流程如圖33所示。abcd0bcdab0d（a） a點(diǎn)四鄰域有b、c、d三個(gè)點(diǎn)，曲線在a點(diǎn)處分叉（b） 若將a點(diǎn)置為0后，b、c、d點(diǎn)分別位于三條曲線（c） 若將a點(diǎn)鄰域中c點(diǎn)置為0后，曲線最多被分割成為兩條： c點(diǎn)引出的曲線和a、b、d點(diǎn)所在曲線圖32三、刪除圖像中長(zhǎng)度大于某一閾值的直線過(guò)濾掉邊緣曲線中的長(zhǎng)度大于某一閾值的直線，對(duì)直線的判斷采用爬行算法，刪除圖像中長(zhǎng)度大于某一閾值的直線，主要通過(guò)Del_line 和Del_l兩個(gè)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。函數(shù)Del_l（）實(shí)現(xiàn)的功能是刪除從點(diǎn)（x，y）開(kāi)始的dir_long個(gè)值為255的點(diǎn)，其輸入?yún)?shù)說(shuō)明如下： unsigned char *pUnchEdge 經(jīng)過(guò)邊緣檢測(cè)后的圖象數(shù)據(jù)； int nWidth 圖象數(shù)據(jù)寬度； int x，int y 圖象數(shù)據(jù)中的點(diǎn)（x，y）；int dir_long 要?jiǎng)h除的點(diǎn)的個(gè)數(shù)； 在函數(shù)中定義了變量xy1來(lái)對(duì)各點(diǎn)進(jìn)行判斷，其初始化為x、y，通過(guò)變量i控制循環(huán)。算法流程圖如圖34所示。圖33 割斷分叉點(diǎn) 圖33Del_l函數(shù)流程圖 函數(shù)Del_line()實(shí)現(xiàn)的功能是刪除圖像中長(zhǎng)度小于某一閾值p的直線，其輸入?yún)?shù)說(shuō)明如下: unsigned char *pUnchEdge 經(jīng)過(guò)邊緣檢測(cè)后的圖象數(shù)據(jù) int nWidth 圖象數(shù)據(jù)寬度int nHeight 圖像數(shù)據(jù)高度 int x，int y 圖象邊緣曲線中的一個(gè)點(diǎn)在函數(shù)中定義變量xy1來(lái)依次對(duì)各點(diǎn)進(jìn)行判斷，其值初始化圖34 Del_line函數(shù)流程圖為x、y；變量p為長(zhǎng)度閾值；變量dir為方向向量，記錄曲線中點(diǎn)的走向，初始化為0；變量dir_long為直線長(zhǎng)度，初始化為0；通過(guò)new函數(shù)開(kāi)辟一段大小為nWidth*nHeight的數(shù)據(jù)單元unsigned char * pUnchEdge1，其數(shù)據(jù)初始化為圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)其來(lái)控制我完成對(duì)曲線的搜索計(jì)算。該函數(shù)算法流程圖如圖34所示,函數(shù)在完成對(duì)變量的初始化后，從點(diǎn)（x，y）判斷曲線的下一個(gè)點(diǎn)在其四鄰域中的位置方向，dir記錄了上一次判斷的方向。如果dir與本次判斷一致，則變量dir_long加一。如果不一致，且dir_long的值是小于閾值p，只需更改dir的值，繼續(xù)判斷下一個(gè)點(diǎn)；如果dir_long的值大于閾值p，則先改變曲線下一個(gè)點(diǎn)的值（將其賦值254），調(diào)用del_l函數(shù)刪除從（x1，y1）開(kāi)始的曲線上的dir_long個(gè)值為255的點(diǎn)。再遞歸調(diào)用dir_long函數(shù)從這下一個(gè)點(diǎn)開(kāi)始判斷，直至該條曲線所有點(diǎn)判斷完畢后，算法結(jié)束。四、搜索并標(biāo)記曲線算法該算法主要是依次搜索圖像中各條曲線，在數(shù)組pUnchImage記錄圖像中各點(diǎn)所在曲線的序號(hào)，并刪除圖像中過(guò)短的曲線。算法通過(guò)函數(shù)Del_cur和函數(shù)Serch_cur來(lái)實(shí)現(xiàn)，算法流程圖如下圖35所示。函數(shù)Del_cur用于刪除圖像中以點(diǎn)（x，y）為起始點(diǎn)的曲線