主頁（http://www.130131.com）：談監(jiān)控圖像處理軟件包 【中國集群通信網(wǎng)】圖像處理軟件包 圖像處理軟件包通常是以菜單的形式出現(xiàn)的，在Windows操作系統(tǒng)的環(huán)境下來設計菜單形式的圖像處理軟件包，比在DOS操作系統(tǒng)的環(huán)境下容易得多，外設的管理和漢字的注釋不再費事，而且用VisualC++編程，已有現(xiàn)成的菜單形式可以借用，這樣可以集中精力去設計圖像處理的算法。 圖像處理軟件包分為專用圖像處理軟件包和通用圖像處理軟件包，專用圖像處理都以軟件處理為主，解決特定的問題。通用圖像處理軟件包主要采用菜單形式，其算法相對比較簡單，只是要求具有一些初步的算法，但一定具有圖像輸入功能。 菜單一般有多級，主菜單里可以分為幾個大項，如文件管理、圖像獲取、圖像編輯、圖像二值化、邊緣增強、圖像量測、圖像變換等，每一個菜單大項的下級菜單又分若干小項，現(xiàn)以單屏圖像處理軟件包為例，簡要介紹菜單的各項內(nèi)容。
圖2 Windows 圖像基礎結(jié)構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)圖 文件管理 這一項主要是圖像的存盤和加載，有時把圖像的打印也放在這一類里。圖像的存盤和加載要解決兩個主要的問題，一個是圖像區(qū)域的確定，另一個是圖像格式的規(guī)范。 圖像區(qū)域分為規(guī)則區(qū)域和不規(guī)則區(qū)域，規(guī)則區(qū)域通常指矩形區(qū)域，不規(guī)則區(qū)域通常指用鼠標器畫出來的一個封閉的單連通區(qū)域。 在規(guī)則區(qū)域的情況下，存儲圖像時常用鼠標器來確定所需存儲的區(qū)域，加載時又可以用鼠標器來確定所加載圖像的顯示位置。圖像處理常常按整幅圖像來進行，有時也把區(qū)域分為整幅圖像區(qū)域和局部圖像區(qū)域，由于整幅操作不再需要鼠標器來確定區(qū)域，因此可以簡化操作。 規(guī)則區(qū)域圖像的格式有自由格式和標準格式兩種。對于灰度圖像，自由格式文件的第一個字節(jié)為0，表示是灰度圖像，后兩個字節(jié)表示矩形區(qū)域的寬，接下來的兩個字節(jié)表示矩形區(qū)域的高，隨后是灰度圖像數(shù)據(jù)，一個字節(jié)表示一個像素，每個像素按照從左到右、從上到下排列。對于彩色圖像，常用RGB基色的彩色空間。其自由格式文件的第一個字節(jié)為1，表示是彩色圖像，后兩個字節(jié)表示矩形區(qū)域的寬，接下來的兩個字節(jié)表示矩形區(qū)域的高，隨后是彩色圖像數(shù)據(jù)，三個字節(jié)表示一個像素，順序是R，G，B，每個像素按照從左到右、從上到下的順序排列。標準格式的圖像文件有BMP，TIFF等格式，也有壓縮存儲的格式。 不規(guī)則區(qū)域的圖像存儲和加載比一般矩形區(qū)域復雜，首先遇到的是區(qū)域邊界的描述問題，一般有多邊形描述方法和鏈碼(chain codes)描述方法。 不規(guī)則的圖像文件的結(jié)構(gòu)如表1所示。文件頭是一個CHAIN-HEAD型的結(jié)構(gòu)體的對象;鏈碼數(shù)據(jù)就是從圖像起始掃描點(xs，ys)開始，以順時針方向沿區(qū)域外邊界曲線行走得到的各個節(jié)點的數(shù)據(jù)，其數(shù)目由文件頭的code_size確定;掃描線的位置數(shù)據(jù)是若干個CHAIN_SORT型結(jié)構(gòu)體的對象，數(shù)目由文件頭中的couple_size確定。 圖像獲取 圖像輸入設備有攝像機、掃描儀等，要在菜單里嵌入這些設備的圖像輸入功能，就必須使用相應設備的設備驅(qū)動程序。當攝像機輸入時，有兩種狀態(tài)： ·直通狀態(tài)，這是為了調(diào)整攝像機的工作狀態(tài)，如聚焦、調(diào)整光圈等。這種“直通”，實際上是一個連續(xù)數(shù)字化、傳輸、顯示的過程; ·采集狀態(tài)，采集分單幀采集和多幀采集，多幀采集時至少需要開辟相應存儲容量的內(nèi)存空間。
圖像編輯 圖像編輯功能包括圖像的放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、平移、文字注釋、圖像動態(tài)顯示等。軟件進行的圖像放大基本上都是無級放大，所謂無級放大，是指放大倍數(shù)可以是非整數(shù)的放大，如放大2.2倍。圖像放大時，要進行插值處理，有兩種插值處理的方法： ·重讀插值，如放大兩倍，即在x,y兩個方向上都放大兩倍，這樣一個點變成了2×2鄰域的四個點，每個點的數(shù)值相同且為原來點的值; ·線性插值，雙線性插值的放大效果最好。 圖像縮小一般是抽點，即按縮小的比例把多余的點去掉。圖像的旋轉(zhuǎn)是原始圖像乘一個旋轉(zhuǎn)矩陣，旋轉(zhuǎn)的角度可以由鼠標器確定。算法實現(xiàn)時，首先應確定旋轉(zhuǎn)后得到的區(qū)域，由這個區(qū)域的每一個點去對應原始圖像的點，即把原始圖像對應點的值來作為該點的值，這樣做的好處是不會出現(xiàn)空點。 灰度變換 在數(shù)字圖像處理中，經(jīng)常需要對圖像的灰度進行某種變換，達到好的視覺效果或者便于以后的特征提取和識別�；叶茸儞Q是圖像預處理(preprocessing)的基本內(nèi)容之一。下面只簡介3種灰度變換，其數(shù)學公式從略。 1、灰度級的線性變換 圖像由于成像時曝光不足或過度，成像設備的非線性或圖像記錄設備動態(tài)范圍太窄等因素，都會產(chǎn)生對比度不足的弊病，使圖像中的細節(jié)分辨不清。這時如果將圖像灰度線性擴展，常能顯著改善圖像的觀看質(zhì)量。 2、灰度級的對數(shù)變換 當希望對圖像的低灰度區(qū)有較大的擴展而對高灰度區(qū)壓縮時，可采用灰度級的對數(shù)變換，它能使圖像灰度的分布均勻，與人的視覺特性相匹配。 3、直方圖統(tǒng)計與直方圖均衡化 對于灰度圖像可統(tǒng)計其直方圖，將統(tǒng)計結(jié)果用圖示法直觀地表示出來。直方圖均衡化是當一個圖像具有平坦的均勻分布直方圖時，各個灰度等級都能充分發(fā)揮作用，可以得到比較好的視覺效果。 邊緣增強 邊緣是圖像的最基本特征。邊緣包括著有價值的目標邊界信息，這些信息可以用于圖像分析、目標識別以及圖像濾波。邊緣檢測和邊緣增強的常用方法是微分運算。圖像中灰度發(fā)生突變或不連續(xù)的地方稱為邊緣，這些地方的微分值往往比較大。 下面只羅列7種邊緣增強方法及其檢測算子，其數(shù)學公式這里從略，應用時可參閱有關專著資料。常用的邊緣增強方法有： ·雙向一次微分; ·二次微分; ·Roberts算子。這是一種差分算子，由于窗口小，平滑噪聲作用也小，改進的另兩種算子是Prewitt算子和Sobel算子，它們對有噪聲的階躍型邊沿的檢測能力比Roberts的好; ·Sobel微分運算。Sobel可以產(chǎn)生較好的邊緣檢測效果，而且受噪聲的影響也比較小;
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