VC数字图像处理编程入门

VC数字图像处理编程入门山东大学信息科学与工程学院2005.9.28VC开发环境简介•VC编程需要的知识C/C++语言；对Windows操作系统的了解(底层编程)；微软类库MFC(MicrosoftFoundationClass)•VisualC++是一个可视化集成开发环境•掌握‘工程’的概念•菜单使用介绍、Debug/Release区别等等VC开发的两种方式（一）•SDK(softwaredevelopmentkit)方式又称WIN32API（应用程序接口）编程即直接调用32位Windows(WIN32)操作系统提供的接口函数进行编程。•SDK编程(VC中)使用的语言是C语言。•适合底层编程和对速度要求较高的环境，比如游戏开发、驱动开发、数字图形等•看图像打开、高斯噪声绘制的例子VC开发的两种方式（二）•MFC方式又称类库编程，即程序主要不再直接跟操作系统API打交道(在需要的时候也可以调用API)，而是使用封装好的C++类库。•MFC编程的好处之一：可以使用MFC向导来生成程序框架，提高效率•在这堂课中后面讲的程序都是MFC程序VC练习一•TC编写的‘hello，world’程序在VC中编译的方法•初步确立‘工程’的概念双击打开C源程序形成工程的方法；先建立工程，再逐步添加C源程序的方法•初步讲解VC调试技术（步进/变量监视）•注意在这个程序中C和C++的部分区别VC练习二•学习使用VC中的程序建立向导来建立一个程序框架•学习建立一个菜单、工具栏并弹出对话框显示Hello,World！图像编程基础•位图、三基色与混色、调色板的概念•有一个长宽各为200个象素，颜色数为16色的彩色图，每一个象素都用R，G，B三个分量表示，因为每个分量有256个级别，要用8位即一个字节来表示，所以每个象素需要用3个字节。整个图象要用200*200*3，约120k字节。这幅图中最多只有16种颜色，我们可以用一个表：表中的每一行记录一种颜色的R，G，B值。这样当我们表示一个象素的颜色时，只需要指出该颜色是在第几行，即该颜色在表中的索引值。举个例子，如果表的第0行为255，0，0（红色），那么当某个象素为红色时，只需要标明0即可。再来计算一下：16种状态可以用4位表示，所以一个象素要用半个字节。整个图象要用200*200*0.5，约20k字节，再加上表占用的字节为3*16=48字节.整个占用的字节数约为前面的1/6！Windows位图结构位图文件头的结构•第一部分为位图文件头BITMAPFILEHEADER，是一个结构，其定义如下：typedefstructtagBITMAPFILEHEADER{WORDbfType;DWORDbfSize;指定文件大小（包括这14个字节）WORDbfReserved1;WORDbfReserved2;DWORDbfOffBits;（从文件头到数据区的偏移量）}BITMAPFILEHEADER;这个结构的长度是固定的，为14个字节（WORD为无符号16位整数，DWORD为无符号32位整数）位图信息头的结构•第二部分为位图信息头BITMAPINFOHEADER，其主要字段如下：typedefstructtagBITMAPINFOHEADER{DWORDbiSize;指定这个结构的长度，为40LONGbiWidth;指定图象的宽度，单位是象素LONGbiHeight;WORDbiBitCount;颜色的位数，一般为1、4、8、24DWORDbiSizeImage;}BITMAPINFOHEADER;•这个结构的长度是固定的，为40个字节（WORD为无符号16位整数，DWORD无符号32位整数,LONG为32位整数）biSizeImage字段•biSizeImage指定实际的位图数据占用的字节数，其实也可以从以下的公式中计算出来：biSizeImage=biWidth‘*biHeight要注意的是：上述公式中的biWidth‘必须是4的整倍数（所以不是biWidth，而是biWidth‘，表示大于或等于biWidth的，离4最近的整倍数。举个例子，如果biWidth=240，则biWidth‘=240；如果biWidth=241，biWidth‘=244）一定要注意：每行所占字节长度始终是4的倍数，或者每行所占位长度是32的倍数。如果不是，则需要补齐调色板•调色板实际上是一个四元数组，则有2的iBitCount次方个元素）。数组中每个元素的类型是一个RGBQUAD结构，占4个字节.•typedefstructtagRGBQUAD{BYTErgbBlue;//蓝色分量BYTErgbGreen;//绿色分量BYTErgbRed;//红色分量BYTErgbReserved;//保留值}RGBQUAD;注意：24位真彩色图中没有调色板数据实际的位图数据区•第四部分就是实际的图象数据了。•对于用到调色板的位图，图象数据就是该像素颜在调色板中的索引值•对于真彩色图，图象数据就是实际的R,G,B值。下面就2色，16色，256色位图和真彩色位图分别介绍。对于2色位图，用1位就可以表示该像素的颜色（一般0表示黑，1表示白），所以一个字节可以表示8个像素。对于16色位图，用4位可以表示一个像素的颜色，所以一个字节可以表示2个像素。对于256色位图，一个字节刚好可以表示1个像素。对于真彩色图，三个字节才能表示1个像素。•BMP文件的数据从下到上，从左到右的。VC练习三•通过刚才建立的框架，逐步添加函数，形成一个ImageDemo程序－图像读取、显示、像素操作程序，加深对前述DIB图像结构的理解•学习TRACE等调试技巧•其间学习菜单的创建、工具栏的使用•学习输出对话框的使用•学习输入对话框、文本编辑框的使用作业•作业：（一）自己动手建立一个图像编程框架（二）细菌分割、标号、面积统计程序•作业将在两周后的课上讲参考书目•《VisualC++/MATLAB图像处理与识别实用案例精选》.胡小锋,赵辉编著.北京：人民邮电出版社2004年9月出版.•《VisualC++系统开发实例精粹》.赵辉,叶子青编著.北京：人民邮电出版社2005年8月出版.