VC可视化图像处理系统设计与实现

摘要本文的可视化图像处理程序是对图像信息处理有关的处理系统；并对数字处理概况进行了分析。本文设计的可视化图像处理程序是以WindowXp作为操作平台, 采用Microsotf公司推出的开发Win32环境程序，面向对象的可视化集成编程系统的具有程序框架自动生成，灵活方便的类管理，代码编写和界面设计集成交互操作，可开发多种程等优点的Visual C++作为开发工具。本图像处理程序实现对灰度图像的基本操作,如图像的打开，关闭，保存；图像的基本处理，如图像放大、缩小、旋转、位移、2值化处理、中值滤波、边缘检测、直方图、小波变换、傅立叶交换等等。对本系统的功能和算法进行了详细的论述。通过综述指出了目前研究中存在的问题并指出了今后的研究方向，着重论述了图像处理阶段的研究特点。本文提供图像处理程序的基本框架和主要的一些图像处理功能，但它却不是一个完整的商业图像处理软件，如果要升级为商业软件，还需要进行很多艰苦工作。关键词:可视化图像处理系统,直方图 ，小波变换，傅立叶,可视化第一节选题背景一、课题来源早期的数字图像处理的目的是以人为对象，为了满足人的视觉效果而改善图像的质量，处理过程中输入的是质量差的图像，输出的是质量好的图像，常用的图像处理方法有图像增强、复原等。图像处理所涉及的应用领域有军事应用、医学诊断、工业监控、物体的自动分检识别等等，这些应用系统无不需要计算机提供实时动态，效果逼真的图像。随着计算机技术的发展，有一类图像处理是以机器为对象，处理的目的是使机器能够自动识别目标，这称之为图像的识别。随着数字化与多媒体时代的来临，数字图像处理已经成为必备的基础知识。近几十年来由于计算机技术的蓬勃发展，图像处理技术也得到了空前的发展和应用。目前，图像处理技术已经广泛应用于工业、军事、医学、交通、农业、天气预报、银行、超市、重要部门的监控报警系统、可视电话、网络传输等等领域，成为各个学科学习和研究对象。随着图像处理技术的广泛应用，学习和掌握这门科学显得格外重要，图像处理已经成为信息技术相关领域的核心课程。我国科学计算可视化技术的研究开始于90年代初。由于数据可视化所处理的数据量十分庞大,生成图像的算法又比较复杂,过去常常需要使用巨型计算机和高档图形工作站等。因此,数据可视化开始都在国家级研究中心、高水平的大学、大公司的研究开发中心进行研究和应用。近年来，随着PC功能的提高、各种图形显卡以及可视化软件的发展, 可视化技术已扩展到科学研究、工程、军事、医学、经济等各个领域。随着Internets 兴起，信息可视化技术方兴未艾。我国在80年代就开始进行科学计算可视化技术的研究和应用。至今，我国不论在算法方面，还是在油气勘探、气象、计算力学、医学等领域的应用方面，都已取得了一大批可喜的成果。但从总体上来说，与国外先进水平还有相当的差距，特别是在商业软件方面，还是空白。因此，组织力量开发可视化商业软件，并通过市场竞争，促使其逐步成熟，已成为当务之急。二、课题目的和意义目的：本系统的功能目标就是实现图像的基本操作：如图像文件的打开，显示、保存等；和图像的基本处理：如图像的放大、缩小、旋转、拉伸、滤波、边缘提取、直方图、傅立叶交换、小波交换等。意义：本系统的图像处理就是利用一系列的操作来改变图像的像素，以达到一定的目标。在图像处理系统的图像处理、图像分析、图像理解三个阶段中图像处理最为基本，而也尤为重要，因为这个阶段的工作关系到后面其他的操作。在计算机水平大大提高的基础上，图像处理在实际应用中也得到的很大的发展和利用，本系统是建立在图像处理之上，在实际中的应用得到更好的开发，也让图像分析，图像理解阶段得到更好的处理条件，从而让图像处理在实际中得到更多更广的利用。三、课题应该解决的问题图像处理技术博大精深，不仅需要有很强的数学功底，还需要熟练掌握一门计算机语言。在当前流行的语言中，Visual C++这个开发平台在图像开发中是比较成熟的。在课题中要解决的问题就是对图像的基本操作如：图像的打开保存关闭，对图像的基本处理如：图像的直方图、傅立叶交换、小波交换等。四、课题技术关键要利用计算机对数字化图像进行处理，首先要对图像的文件格式要有清楚的认识，因为自然界的图像以模拟信号的形式存在，在用计算机进行处理以前，首先要数字化；如果用户想要生成目标图像文件，必须根据文件的格式做相应的处理。图像处理中一个很重要的问题就是如何表示有关的知识并以恰当的方式引入图像处理。由于图像处理任务的复杂性，目前要找出一个通用的方法适应各种情况是几乎不可能的。另一方面，在建立普适的图像处理方法时，往往会忽略某类图像具有的特定属性。相反，针对某类特定问题，则可能找到有效的方法。为此，有研究者提出基于对象图像处理的概念：限定图像处理的对象为一类物体（BMP灰度图像），考察对象的共有属性（称为先验），并将其结合到图像处理的任务中以提供更多的信息，从而提升图像处理的性能、提高处理效果。它由以下要素构成：待处理的对象；有关对象共同属性的表示；将对象属性的表示引入或结合到图像处理中的途径；问题求解算法。第四章 系统设计第一节 总体设计一、流程分析图像处理系统将流程分为三个阶段，首先是图像处理阶段，第二是图像分析阶段，第三是图像理解阶段。图像处理阶段主要是在像素级上进行处理，进行图像的几何校正，图像的灰度变换处理，图像噪声滤除的平滑处理，目标物体边界的锐化处理等。这些处理很重要，如果这阶段处理不好，后面的工作根本无法展开。图像分析阶段主要对图像里感兴趣的目标进行检测、分割、特征和测量，分析的结果能为用户提供描述图像目标特点和性质的数据，把原来以像素描述的图像转变成比较简洁的非图像方式的描述。图像理解阶段主要通过对图像里各目标的性质和它们之间相互关系的研究，对描述抽象出来的符号进行运算，了解把握图像内容并解释原来的客观场景，提供客观世界的信息，指导和规化行为，其处理过程和方法与人类的思维推理可以有许多类似之处。由于时间及能力的原因，本次的程序设计只达到了图像处理阶段，完成了图像处理中的打开、关闭、保存、直方图、傅立叶变换、小波交换等处理；数字图像处理是现代图像处理的主要方法，具有再现性好、精度高、适用面广和灵活性大等优点。本文所作图像处理系统设计总体框架流程如图4-1所示：

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