解析計(jì)算機(jī)圖像處理可視化軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

閆曉明　上海同濟(jì)大學(xué)　200092

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解析計(jì)算機(jī)圖像處理可視化軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

閆曉明上海同濟(jì)大學(xué)200092

【文章摘要】

計(jì)算機(jī)圖像可視化軟件可以使人們更容易理解復(fù)雜的圖像處理原理，提高圖像處理技能。本文主要分析了在計(jì)算機(jī)圖像處理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)可視化軟件的總體結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)闡述了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)多種圖像的處理技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】

計(jì)算機(jī)；圖像處理；可視化軟件

0　引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖像可視化軟件系統(tǒng)種類逐漸增多，得到大多數(shù)人的青睞與應(yīng)用。計(jì)算機(jī)圖像處理需要一個(gè)或者多個(gè)算法共同完成，如果每一次圖像處理都需要編寫模塊，大大降低了工作效率，增加了人力、物力的投入。因此，如果將數(shù)字圖像處理與計(jì)算機(jī)可視化軟件技術(shù)結(jié)合起來，從計(jì)算機(jī)圖像中就可以直接顯示出所需要的結(jié)果，相當(dāng)于把復(fù)雜原理簡(jiǎn)單化了。計(jì)算機(jī)可視化功能可以應(yīng)用到圖像處理的各個(gè)領(lǐng)域中，它可以促進(jìn)遙感影像的處理，還可以全面提高教育的質(zhì)量，對(duì)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展都具有重要的意義。

1　計(jì)算機(jī)圖像處理可視化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在開發(fā)計(jì)算機(jī)圖像處理可視化軟件時(shí)，是根據(jù)計(jì)算機(jī)軟件學(xué)理論與程序設(shè)計(jì)規(guī)則進(jìn)行全方位研究的，選用的編程語言都是可視化程度比較高的Microsoft Visual C++6.0語言，并且還是相互獨(dú)立的功能代碼。下面我們就來具體介紹一下。

1.1文檔管理

文檔管理系統(tǒng)有以下四個(gè)功能：

（1）文檔打開。在計(jì)算機(jī)文檔中能夠打開所涉及到的相關(guān)數(shù)據(jù)源，比如說原始遙感影像等等。

（2）存貯文檔。存貯文檔過程中必須轉(zhuǎn)換所需圖像的結(jié)構(gòu)與格式，在處理結(jié)構(gòu)圖像時(shí)也是用同樣的方式來存貯。

（3）關(guān)閉文檔。計(jì)算機(jī)可以同時(shí)關(guān)閉多種不同類型的圖像程序。

（4）近期文件。對(duì)于近期建立的文件，可以通過建立快捷鍵的方式快速打開文件圖像。

1.2圖像預(yù)處理

圖像預(yù)處理是對(duì)不同種類的遙感影像實(shí)施不同的預(yù)處理，這種方式有利于后面的圖像調(diào)整。它的處理功能主要有以下五點(diǎn)：

（1）圖像二值化處理。圖像二值化主要有兩種功能，一種是固定閾值，另一種是雙閾值二值化功能。圖像二值化在處理過程中通常用成熟的二值化方式進(jìn)行計(jì)算。確定好閾值的數(shù)值后，先用計(jì)算機(jī)可視化軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，再由用戶通過經(jīng)驗(yàn)來確定。

（2）圖像可視化調(diào)整。在做計(jì)算機(jī)圖像可視化調(diào)整時(shí)，先用對(duì)話框或者特性頁面對(duì)需要處理的圖像做可視化調(diào)整，調(diào)整過程中需要按照用戶的要求調(diào)節(jié)明度與對(duì)比度。為了使圖像的質(zhì)量能夠得到改善，還可以用灰度規(guī)范化處理與圖像直方圖生成這兩個(gè)功能。

（3）平滑處理有三個(gè)功能模塊，分別是3 ×3 均值、5 ×5 均值和3×3 中值，平滑處理主要是運(yùn)用計(jì)算機(jī)內(nèi)部來控制平滑部位的參數(shù)，可以有效減少平滑噪聲對(duì)其他區(qū)域的影響。

（4）銳化處理。銳化處理包含很多微分算子，比如一次微分、Prewitt算子等等。

（5）黑區(qū)域處理。黑區(qū)域處理是通過二值化算法來收縮圖像膨脹、消除小區(qū)域等等。1.3 線、面目標(biāo)提取

該系統(tǒng)主要有三個(gè)模塊功能：

（1）線條處理。線條處理主要包含不同算子的目標(biāo)中心骨架提取。例如Hildreth算子骨架提取、種子點(diǎn)中心骨架提取、短缺閾值連接等等。這些提取中只有種子點(diǎn)中心骨架提取是目標(biāo)提取，其他都是全域線狀目標(biāo)提取。

（2）邊緣提取。邊緣是圖像中每個(gè)目標(biāo)的獨(dú)特象征，在處理過程中因圖像的復(fù)雜多變導(dǎo)致沒有合適的算法，在處理時(shí)只能按照用戶的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)來選擇。圖像可視化軟件的提取算法有Sobel、Roberts Cross等，在處理圖像的提取結(jié)果時(shí)，可以用線條處理的方式對(duì)圖像進(jìn)行精修。

（3）面域提取。面域提取主要是針對(duì)灰度和結(jié)構(gòu)平滑區(qū)域的外部做提取與跟蹤。它的功能包括圖像分割、區(qū)域輪廓提取等。提取跟蹤后用混合Freeman鏈碼來存貯。

1.4在線聯(lián)機(jī)幫助

這項(xiàng)功能可以為用戶提供可視化軟件的操作方法與功能。用戶可以通過聯(lián)機(jī)幫助的相關(guān)內(nèi)容，掌握?qǐng)D像處理的關(guān)鍵內(nèi)容，再按照操作方法親自實(shí)操，就能加深對(duì)圖像處理的掌握?？梢暬浖牟藛沃杏泻芏喙δ芙榻B，用戶可以根據(jù)自己的需要選擇相應(yīng)的幫助文件。

2　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1文檔管理的實(shí)現(xiàn)

計(jì)算機(jī)圖像可視化軟件有比較常用的文檔管理功能。在建立VC功能過程中，需要完成設(shè)置項(xiàng)的選擇。

2.2圖像預(yù)處理功能實(shí)現(xiàn)

可視化軟件有圖像預(yù)處理功能，對(duì)可選的閾值做圖像二值化、圖像透明度與飽和度、圖像直方圖均衡等功能的處理。計(jì)算機(jī)圖像的預(yù)處理功能具有很強(qiáng)的目的性。

2.3目標(biāo)特征提取功能實(shí)現(xiàn)

在遙感圖像中具有目標(biāo)線、面等特征，其中目標(biāo)中層視覺上線、面特征是很重要的。因此，計(jì)算機(jī)圖像處理中的兩個(gè)特征得到大多數(shù)人的關(guān)注。在圖像處理中，成像和空間條件比較復(fù)雜，如果想自動(dòng)提取線、面特征并不是很容易，因此，可視化軟件系統(tǒng)為線、面特征的提取帶來了很多種方法。比如可以通過邊緣算子，找出圖像目標(biāo)的邊緣特征，根據(jù)特征做連接處理，從而得出完整的目標(biāo)特征；在人與計(jì)算機(jī)的共同作用下，實(shí)現(xiàn)了人工選擇種子點(diǎn)，從而可以提取并跟蹤線的骨架與面的外部邊緣。提取后，再用Freeman鏈碼處理線的特征，這樣做可以存貯容量，方便做其他圖像的處理。

2.4在線聯(lián)機(jī)幫助功能的建立

為了方便用戶了解可視化軟件，在建立在線聯(lián)機(jī)功能時(shí)，必須先組織求助主題。所謂求助主題就是計(jì)算機(jī)文本與圖形的結(jié)合，使文本與圖形在一個(gè)求助框中顯示出來。在求助主題中既有文本又有圖形。它涵蓋著文本與圖像之外的特性，也就是標(biāo)識(shí)特性與跳轉(zhuǎn)特性。

求助主題在顯示文本內(nèi)容時(shí)，主要用Word文檔來進(jìn)行編輯，在編輯過程中也可以在文檔中插入圖形文件。在RTF文件中有三類文件可以插入圖形：（1）擴(kuò)展名為.bmp 或.dib的windows位圖文件。（2）擴(kuò)展名為.wmf的windows元文件。（3）擴(kuò)展名為.shg的超圖形文件。

3　結(jié)語

隨著科技水平的日益提高，計(jì)算機(jī)圖像處理可視化軟件技術(shù)也在逐漸增強(qiáng)，可視化軟件在設(shè)計(jì)上操作簡(jiǎn)單，便于理解。在計(jì)算機(jī)操作界面上，它可以把地形特征通過模型的方式直觀的展現(xiàn)出來，還可以對(duì)沒發(fā)生的產(chǎn)品外形與自然現(xiàn)象進(jìn)行模擬，并將此功能逐漸擴(kuò)大到軍事方面，使計(jì)算機(jī)圖像可視化軟件充分發(fā)揮它應(yīng)有的市場(chǎng)價(jià)值，把遙感技術(shù)更快的納入計(jì)算機(jī)高新技術(shù)發(fā)展的軌道中。

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