基于IDL的圖像處理軟件設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

張艷秋 花春亮

(長安大學(xué) 地測學(xué)院，陜西 西安 710054)

1 引言

IDL作為一種面向矩陣、語法簡單的第四代開發(fā)語言最成功應(yīng)用就是開發(fā)出ENVI遙感數(shù)據(jù)專用處理軟件，是做二維和三維數(shù)據(jù)快速可視化的最理想的編程語言，科學(xué)工作者利用IDL語言不必花大量時間就可以快速開發(fā)出自己數(shù)據(jù)處理軟件，在地球科學(xué)、醫(yī)學(xué)影像、圖像處理、GIS系統(tǒng)、軟件開發(fā)，大學(xué)教學(xué)，實(shí)驗室，測試技術(shù)，天文，航空航天、信號處理，防御工程，數(shù)學(xué)統(tǒng)計及分析，環(huán)境工程等很多領(lǐng)域，IDL語言都可以得到廣泛而又深遠(yuǎn)的應(yīng)用。

2 IDL圖形用戶界面及事件響應(yīng)機(jī)制

2.1 構(gòu)建圖形用戶界面

IDL編寫的圖形用戶界面中都含有一個頂層的BASE，它將作為包含其他基底和用戶界面組件的頂層架構(gòu)，從而形成一個自頂向下的層次結(jié)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)圖形用戶界面的組件的名字大多以WIDGET_開頭，以組件的功能結(jié)尾。在創(chuàng)建IDL的圖形用戶界面，首先要構(gòu)建一個頂層的BASE，這是軟件的基本組件，然后在此基礎(chǔ)構(gòu)建其他組件，建立下級的組件，和其他的開發(fā)平臺不同的是沒有集成好的組件，軟件的基本框架設(shè)計都是通過代碼語言實(shí)現(xiàn)的。本研究就是借助IDL這樣的特性，構(gòu)建了一個模塊化的圖形用戶界面，并且支持用戶交互。

2.2 事件響應(yīng)和Xmanager

當(dāng)用戶在組件界面上操作時，如單擊一個按鈕、或從列表框中選擇等，將導(dǎo)致一個事件產(chǎn)生。事件是送往指定函數(shù)(或過程)的一組數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)描述了用戶的操作。函數(shù)收到數(shù)據(jù)后，處理數(shù)據(jù)，然后做出的回答，IDL的事件相應(yīng)由Xmanager處理，它在組件程序中扮演重要的角色。每個用戶操作都會產(chǎn)生一個事件交給Xmanager來處理。Xmanager則委托每個事件給一個稱為事件處理器的函數(shù)來處理事件。Xmanager的工作機(jī)制和Windows下編程的消息循環(huán)的方式是類似的，它以循環(huán)的方式時刻等待事件的發(fā)生，再從窗口系統(tǒng)中取得事件，將一包數(shù)據(jù)傳送待事件處理器。每個事件會返回一個event變量，它是一個結(jié)構(gòu)體，包含了事件的全部信息，這些信息包括事件的產(chǎn)生者id、保持此組件的頂層基底和引發(fā)該事件組件的其他特殊信息如產(chǎn)生時鼠標(biāo)的狀態(tài)和位置、鍵盤的狀態(tài)等。從該表中我們可以看出，IDL完全具備用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的事件消息響應(yīng)機(jī)制。

2.3 IDL圖形顯示系統(tǒng)

IDL語言有兩套完全獨(dú)立的圖形體系：直接圖形法和對象圖形法。這兩套系統(tǒng)互不兼容，直接圖形窗口里不能顯示對象圖形，相反同樣如此。本文利用對象圖形法來編寫軟件程序，對象圖形法顯示基本代碼如下：

3 基于IDL圖形處理軟件設(shè)計

系統(tǒng)采用IDL語言作為開發(fā)語言，應(yīng)用IDL8.0開發(fā)平臺，按照軟件工程學(xué)理論進(jìn)行軟件系統(tǒng)開發(fā)。圖像處理軟件實(shí)現(xiàn)圖像輸入輸出、幾何變換、濾波、增強(qiáng)、圖像分析等等一系列的功能。其中圖像輸入分別包括BMP，JPEG，TIF三種格式的圖像輸入以及保存等操作;幾何變換模塊主要實(shí)現(xiàn)了圖像的平移、縮放、瀏覽模式、裁剪、轉(zhuǎn)置等功能;圖像增強(qiáng)模塊集合了字節(jié)拉手、平滑、銳化、直方圖均衡化;圖像濾波模塊實(shí)現(xiàn)了低通濾波、高通濾波、中值濾波、定向濾波、拉普拉斯濾波，圖像去噪等功能;邊緣檢測模塊包含有 roberts、sobel、prewitt、shift_diff、lplacian、edge_dog、emboss、canny、梯度邊緣算子;形態(tài)學(xué)分析實(shí)現(xiàn)了腐蝕、膨脹、開閉運(yùn)算、峰值檢測、圖像識別功能;圖像分析實(shí)現(xiàn)了圖像的基本信息顯示、方差、協(xié)方差、標(biāo)準(zhǔn)差、信息熵等功能。軟件界面如下：

圖3-1 基于IDL圖像處理軟件

4 結(jié)論

(1)通過IDL語言學(xué)習(xí)成功實(shí)現(xiàn)了基于對象圖形法顯示系統(tǒng)圖像處理軟件，掌握IDL流程、界面構(gòu)建方式、事件響應(yīng)方式、參數(shù)傳遞方式，為了后期繼續(xù)實(shí)現(xiàn)編寫定制功能軟件奠定了基礎(chǔ)。

(2)對圖像處理理論的幾何變換、濾波、增強(qiáng)、邊緣檢測、形態(tài)學(xué)分析等基礎(chǔ)理論更加深刻理解，同時對圖像的本質(zhì)有了更加深刻的認(rèn)識。

[1]湯泉，基于IDL和ENVI二次開發(fā)技術(shù)的遙感軟件系統(tǒng)開發(fā)方法與開發(fā)實(shí)例研[M]，2008

[2]湯敏，基于IDL語言的醫(yī)學(xué)圖像處理分析系統(tǒng)的研發(fā)[J].生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)，2009(725)

[3]潘舒放，基于IDL的無人機(jī)遙感影像拼接研究與實(shí)現(xiàn)[M].2009

[4]李春升，燕英，陳杰，周蔭清，基于IDL的SAR圖像處理及質(zhì)量評估系統(tǒng)[J].通訊與電視，2000