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

摘 要：對(duì)計(jì)算機(jī)圖像的可視化處理，可以讓人們更為容易的理解復(fù)雜度高、深?yuàn)W難懂的圖像處理技術(shù)，從而提高對(duì)圖像處理的能力。本文首先介紹了可視化技術(shù)的概念，并在計(jì)算機(jī)圖像理論和算法的基礎(chǔ)上，具體闡述了對(duì)可視化軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；圖像處理；可視化軟件

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖像處理被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)圖像處理的算法研究也越來(lái)越多[ 1 ]。在不同的場(chǎng)合和環(huán)境下，圖像處理可能需要用到一個(gè)或是多個(gè)算法同時(shí)運(yùn)行，但若每一次圖像處理都需要設(shè)計(jì)人員重新編寫程序，將會(huì)浪費(fèi)大量的人力和財(cái)力資源，并且降低了工作效率。因此，可視化技術(shù)在圖像處理中的使用，讓圖像計(jì)算的結(jié)果通過(guò)圖像的方式更直接的顯示出來(lái)，讓人們能夠直觀的觀察到傳統(tǒng)的科學(xué)計(jì)算是如何運(yùn)行的[ 2 ]。因此，計(jì)算機(jī)圖像處理的可視化將復(fù)雜的原理以及規(guī)律簡(jiǎn)單明了化，從根本上提高了科學(xué)計(jì)算的速度和處理效率。

一、可視化技術(shù)概述

可視化是一種在屏幕上通過(guò)圖形圖像處理技術(shù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為圖像的手段。它是集計(jì)算機(jī)圖形圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺、輔助設(shè)計(jì)等多個(gè)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的綜合技術(shù)。可視化技術(shù)主要可視化的編程，可視化技術(shù)將軟件開發(fā)過(guò)程中的所有操作用計(jì)算機(jī)圖標(biāo)表示，這樣設(shè)計(jì)人員可以直接點(diǎn)擊圖標(biāo)就能完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，極大的減輕了工作量[ 3 ]。

二、計(jì)算機(jī)圖像處理可視化軟件設(shè)計(jì)

在進(jìn)行計(jì)算圖像處理可視化軟件的設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)計(jì)算機(jī)軟件工程和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)規(guī)則的要求，采用可視化程度相對(duì)較高的VC++語(yǔ)言進(jìn)行編程，編寫相互獨(dú)立的類以及功能代碼。下面進(jìn)行詳細(xì)介紹。

（一）文檔管理

計(jì)算機(jī)圖像處理可視化軟件設(shè)計(jì)中的文檔管理需要具備如下四個(gè)功能：文檔打開，能夠打開計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中相關(guān)的所有類型數(shù)據(jù)源，以獨(dú)立文檔的形式打開圖像，并確保不會(huì)因?yàn)閳D像格式的不同而導(dǎo)致集合問(wèn)題；文檔存貯，必須經(jīng)過(guò)相應(yīng)的圖像結(jié)構(gòu)或格式轉(zhuǎn)換后再存貯文檔；文檔關(guān)閉，能夠同時(shí)關(guān)閉多個(gè)圖像程序；近期文檔，能夠方便快捷的對(duì)圖像文件進(jìn)行操作。

（二）圖像預(yù)處理

圖像預(yù)處理主要是針對(duì)各種遙感影像進(jìn)行預(yù)處理，處理后的圖像便于后續(xù)的研究，具體步驟如下：1）首先對(duì)遙感影像進(jìn)行二值化處理，關(guān)鍵是雙閾值二值化和固定閾值。確定閾值后，用計(jì)算機(jī)可視化軟件對(duì)處理數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，再由用戶根據(jù)其經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷。2）對(duì)圖像可視化的調(diào)整，根據(jù)用戶所要求的對(duì)比度與明度，利用VC++的對(duì)話框或是特性界面對(duì)需要進(jìn)行處理的圖像做可視化調(diào)整。同時(shí)采用灰度規(guī)范、圖像直方圖和生成直方圖來(lái)提高圖片的處理質(zhì)量。3）平滑處理，包含三部分：5×5均值模塊、3×3均值模塊以及3×3中值模塊。平滑處理通過(guò)控制平滑部位參數(shù)來(lái)減少平滑噪聲對(duì)其他區(qū)域帶來(lái)的影響。4）銳化處理。采用微分或算子增強(qiáng)圖像邊緣跳變部分，讓圖像變得清晰。5）黑區(qū)處理。通過(guò)二值處理算法對(duì)圖像進(jìn)行收縮膨脹，對(duì)區(qū)域標(biāo)記和小區(qū)域的消除。

（三）線面目標(biāo)提取

線面目標(biāo)提取主要包含面域提取、邊緣提取和線條處理三個(gè)模塊。其中，面域提取是為了對(duì)連續(xù)外部輪廓的結(jié)構(gòu)和灰度等進(jìn)行跟蹤與處理；邊緣提取是按照用戶的經(jīng)驗(yàn)來(lái)選擇圖片，然后用可視化軟件提取的結(jié)果進(jìn)行處理，最后用線條處理對(duì)圖片進(jìn)行修正；線條處理，采用算子等方法提取目標(biāo)中心骨架。

（四）在線聯(lián)機(jī)幫助

在線聯(lián)機(jī)幫助主要是為用戶提供與可視化軟件操作的步驟和功能算法介紹，并通過(guò)連接訪問(wèn)閱讀獲取相關(guān)的信息資源，從而幫助用戶更好更快的了解到圖像處理中的關(guān)鍵內(nèi)容，并能夠?qū)@些內(nèi)容進(jìn)行操作，從而加深用戶對(duì)圖像處理的掌握與熟練程度。

三、計(jì)算機(jī)圖像處理可視化軟件實(shí)現(xiàn)

（一）文檔管理的實(shí)現(xiàn)

計(jì)算機(jī)圖像處理可視化軟件中提供了較為常用的文檔管理功能，在利用VC++進(jìn)行編程設(shè)計(jì)時(shí)，需要選擇設(shè)置項(xiàng)。

（二）圖像預(yù)處理的實(shí)現(xiàn)

計(jì)算機(jī)圖像處理可視化軟件中提供了圖像預(yù)處理功能，能對(duì)選擇的閾值做二值化處理，并通過(guò)對(duì)話框調(diào)整圖像的明度與飽和度。計(jì)算機(jī)圖像預(yù)處理的功能并且目的性強(qiáng)。

（三）線面目標(biāo)提取的實(shí)現(xiàn)

線面目標(biāo)的提取在計(jì)算機(jī)圖像處理領(lǐng)域研究中得到了廣泛的關(guān)注。在圖像處理過(guò)程中，受到成像和空間條件復(fù)雜性的影響，想要自動(dòng)并完整的提取線面目標(biāo)是比較困難的。因此，計(jì)算機(jī)圖像處理可視化軟件中提供了提取線面目標(biāo)的功能，里面包含多種方法和途徑，比如首先可以利用邊緣算子找出目標(biāo)的邊緣特性，根據(jù)邊緣特性做連接處理，從而得到了完整的目標(biāo)特征。

（四）在線聯(lián)機(jī)幫助的實(shí)現(xiàn)

為了方便用戶能夠更好的了解計(jì)算機(jī)圖像處理可視化軟件，為了實(shí)現(xiàn)在線聯(lián)機(jī)的幫助，首先必須要利用文本和圖形相互結(jié)合組織求助主題，并在求助框中顯示。求助主題不管是采用文本形式還是圖形的形式，它涵蓋了跳轉(zhuǎn)特性和標(biāo)識(shí)特性兩個(gè)外觀特性。在求助時(shí)可以利用word編輯文本編程或是插入圖形文件。如，能在RTF文中插入的文件類型有：具有擴(kuò)展名.bmp或lib的Windows位圖文件；具有擴(kuò)展名為.wmf的windows元文件；具有擴(kuò)展名.shg的超圖形文件。

四、結(jié)論

隨著可視化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，基于可視化的計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)不僅能夠直觀的展現(xiàn)出地形地貌特征以及植物特征，也能夠?qū)⒆匀滑F(xiàn)象、物理過(guò)程或是產(chǎn)品外形模擬出來(lái)，擁有此功能的可視化軟件具有很大的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

李萍華（1980-） 女，漢族，江西九江人，本科，工學(xué)學(xué)士，畢業(yè)于昆明理工大學(xué)。助教，研究方向：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)。