基于VB的數(shù)字圖像處理

1、鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院結(jié) 課 設(shè) 計(jì)（論文） 2008 級(jí) 電子信息工程 專(zhuān)業(yè) 0813083 班級(jí) 課 程 數(shù)字圖像處理 姓 名 陳 軍 學(xué)號(hào) 081308303 指導(dǎo)教師 陳 宇 職稱(chēng) 講 師 2011 年 11月 2 日基于VB的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)081308303 陳軍 指導(dǎo)教師：陳宇 講師VB簡(jiǎn)介Visual Basic（簡(jiǎn)稱(chēng)VB）是美國(guó)微軟公司開(kāi)放的一種可視化編程工具。它功能強(qiáng)大、簡(jiǎn)單易學(xué)，能夠方便快捷地開(kāi)放Windows應(yīng)用程序。它主要沿襲了BASIC系列語(yǔ)言的語(yǔ)法，非常簡(jiǎn)潔。Visual Basic中的“Visual ”，其含義是“可視化的”，指的是開(kāi)發(fā)圖形用戶(hù)界面（GUIGr

2、aphical User Interfaces）的方法?！癇asic”指的是BASIC（Beginners All-Purpose Symbol Instruction Code，即初學(xué)者通用符號(hào)指令代碼）語(yǔ)言。Visual Basic與一般的BASIC語(yǔ)言不同，它是可視化的BASIC語(yǔ)言，不必編寫(xiě)大量代碼是描述程序界面，而只要把預(yù)先建立好的對(duì)象拖放到窗口界面中即可。Visual Basic具有以下突出特點(diǎn)：1. 方便的開(kāi)發(fā)環(huán)境。Visual Basic提供了完善的可視化編程環(huán)境。可以同時(shí)打開(kāi)多個(gè)工程，可以建立多文檔界面和單文檔界面，具有強(qiáng)大的代碼編輯器。在代碼窗口中可以自動(dòng)列出控件的屬性和方

3、法，可以自動(dòng)提示函數(shù)的語(yǔ)法。2. 事件驅(qū)動(dòng)的程序機(jī)制Visual Basic程序運(yùn)行的基本方法是由“事件”來(lái)驅(qū)動(dòng)程序運(yùn)行的。不使用傳統(tǒng)編程中的“主程序”和“子程序”之間細(xì)致的連帶關(guān)系，而是將大規(guī)模的程序分為若干個(gè)單一的、獨(dú)立的、小規(guī)模的段落程序，分別由各種“事件”來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行，大大降低了程序的編寫(xiě)難度。Visual Basic版本簡(jiǎn)介：它有三種版本，各自滿(mǎn)足不同的開(kāi)發(fā)需要。1.學(xué)習(xí)版。利用學(xué)習(xí)版編程人員可以輕松的開(kāi)發(fā)出Windows下的應(yīng)用程序。它包括所有的內(nèi)部控件及Grid、Tab和Data_Bound控件。學(xué)習(xí)版提供的文檔有程序員指南、聯(lián)機(jī)幫助、及Visual Basic聯(lián)機(jī)手冊(cè)。2.專(zhuān)業(yè)版

4、。為專(zhuān)業(yè)編程人員提供了一整套進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的功能完備的工具。該版本包括學(xué)習(xí)版的全部功能同ActiveX控件，還包括Internet控件和Crystal Report Writer。專(zhuān)業(yè)版提供的文檔有程序員指南、聯(lián)機(jī)幫助、部件工具指南。3.企業(yè)版。使得專(zhuān)業(yè)編程人員能夠開(kāi)發(fā)功能強(qiáng)大的組內(nèi)分別式應(yīng)用程序。該版本包括專(zhuān)業(yè)版的全部功能連同工程版的控制系統(tǒng)等。企業(yè)版提供的文檔除包括專(zhuān)業(yè)般的所有文檔外，還有客戶(hù)/服務(wù)器應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)指南和SourceSafe Users Guide。因?yàn)楸拒浖_(kāi)發(fā)的平臺(tái)為企業(yè)版Visual Basic 6.0，而且現(xiàn)在市面上流行的也是企業(yè)版Visual Basic6.0，因此這

5、里我們主要介紹Visual Basic 6.0。Visual Basic 6.0是微軟公司系列可視化開(kāi)發(fā)工具Visual Studio 6.0中的產(chǎn)品，是創(chuàng)建Windows應(yīng)用程序最簡(jiǎn)便、最快捷的開(kāi)發(fā)工具之一。同時(shí)Visual Basic 6.0具有強(qiáng)大的圖形圖像處理功能，并廣泛應(yīng)用于圖形設(shè)計(jì)、圖像處理及多媒體技術(shù)中。2 軟件系統(tǒng)總體分析2.1系統(tǒng)的主體界面由于現(xiàn)在關(guān)于圖像處理的應(yīng)用軟件很多，優(yōu)秀的有Adobe公司的Photoshop、Macromedia公司的Fireworks等，它們的版本不斷在更新，功能也在不斷的提高。本應(yīng)用軟件就參照?qǐng)D像處理軟件新視覺(jué)的主體界面。整個(gè)界面如圖2.11所示

6、：圖2.1-1系統(tǒng)界面2.2系統(tǒng)的功能該系統(tǒng)的功能主要集中在菜單欄和工具欄中，菜單欄中所體現(xiàn)的都是處理圖像的功能。包括以下方面：A .選擇圖像、打開(kāi)、保存、關(guān)閉和退出等功能。B .過(guò)濾圖像，包括銳化處理、浮雕處理、鑲嵌處理、逆反處理、曝光處理。C .對(duì)彩色圖像進(jìn)行變換：包括平滑處理、教材處理、霓紅處理、油畫(huà)處理。 工具欄中的功能主要體現(xiàn)在工具中，正如平時(shí)畫(huà)圖工具的工具一樣，可以選擇一定的區(qū)域，放大圖像、畫(huà)圓、畫(huà)方，輸入文字、剪切一定的區(qū)域，簡(jiǎn)單的漸變等。2.3 系統(tǒng)簡(jiǎn)單操作舉兩個(gè)例子：其一，我們要處理一幅圖片，要想得到一個(gè)浮雕的效果。那么，首先在文件菜單項(xiàng)中選擇打開(kāi)文件，到指定的目錄下選擇你需

7、要處理的圖片，打開(kāi)之后，在菜單欄中的過(guò)濾選項(xiàng)中選擇浮雕，那么軟件就執(zhí)行相應(yīng)的操作，進(jìn)行圖像處理。處理完后，如果不需要其它操作，就可以在文件菜單項(xiàng)中選擇保存項(xiàng)，保存到你指定的目錄下。其二，我們要自己建一幅自己的圖片。選擇菜單欄中文件下的新建，然后在工作區(qū)，選擇工具條的多種工具，可以畫(huà)圓，也可以畫(huà)放方，剪切一定的區(qū)域，進(jìn)行簡(jiǎn)單的漸變色，輸入文字等，然后保存即可。3 圖像處理技術(shù)3.1基本圖像處理技術(shù)圖像的顏色是由三種基本顏色，即紅（R）、綠(G)、藍(lán)(B)有機(jī)組合而成的，稱(chēng)為三基色。每種基色可取0到255的值，因此由三基色可組合成（256*256*256）1677萬(wàn)種顏色，每種顏色都有其對(duì)應(yīng)的R、

8、G、B值。對(duì)一幅彩色圖像的各像素值進(jìn)行變換并依變換后的新像素值重新顯示，則可以實(shí)現(xiàn)不同的顯示效果3.2過(guò)濾技術(shù)包括銳化、浮雕、風(fēng)化、腐蝕。這里介紹兩種分別是銳化和浮雕。1.位圖圖像的銳化處理的算法如下：計(jì)算源圖像像素f(i,j)的像素值與邊緣上相鄰像素f(i-1,j-1) 像素值之差的絕對(duì)值的百分比之和，然后將該值作為處理后圖像像素g(i,j)的像素值。例如:rr=r1+0.25*abs(r1-r2)或者 0.25改為0.5也可gg=g1+0.25*abs(g1-g2)bb=b1+0.25*abs(b1-b2)式中r1,g1,b1分別為f(i,j)的紅、綠、藍(lán)分量值, r2,g2,b2分別為f

9、(i-1,j-1)的紅、綠、藍(lán)分量值, rr,gg,bb分別為g(i,j)的紅、綠、藍(lán)分量值。2. 位圖圖像的浮雕處理的算法是G(i,j)= f(i,j)- f(i-1,j)+常數(shù)式中，G(i,j)為處理后圖像的像素值，f(i,j)為源圖像的像素值，F(xiàn)(i-1,j)為前一個(gè)相鄰像素的值。常數(shù)一般取128。即rr=r1-r2+128gg=g1-g2+128bb=b1-b2+128式中， r1,g1,b1分別為為源圖像的像素f(i,j)的紅、綠、藍(lán)分量值；r2,g2,b2分別為前一個(gè)相鄰像素f(i-1,j)的紅、綠、藍(lán)分量值,rr,gg,bb分別為處理后圖像的像素G(i,j)的紅、綠、藍(lán)分量值。3

10、.3彩色圖像變換包括彩色轉(zhuǎn)灰度、彩色轉(zhuǎn)黑白、平滑處理、逆反處理和霓紅處理。這里介紹一下彩色轉(zhuǎn)灰度和逆反處理。1.彩色圖像生成灰度圖像的一般算法如下：Col=Picture1.Point(x,y)r= Col AND &0 xffg=( Col AND &0 xff00)/256b=( Col AND &0 xff0000)/(256*256)rr=gg=bb=(r+g+b)/3其中Col為獲取到的像素值f(i,j)，r,g,b分別為原像素值f(I,j)的分量值，rr,gg,bb分別為處理后g(i,j)的分量值。2. 位圖圖像的逆反處理的算法如下：rr=255-r gg=255-gbb=255-

11、b式中，r,g,b分別為源圖像像素f(i,j)的紅、綠、藍(lán)分量值,rr,gg,bb分別為處理后像素g(i,j)的紅、綠、藍(lán)分量值。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1軟件設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)在社會(huì)的需求，要得到不同的圖像效果也是理所當(dāng)然的。在VB中，我們創(chuàng)建一些窗體。包括主窗體frmMain、工作區(qū)窗體frmPaint、工具窗體frmTool、調(diào)色板窗體frmColorcharge、歷史框窗體Hstory、新建窗體frmNew、圖像大小frmSize、控制窗體frmControl，其它為一些功能窗體，如對(duì)比度增強(qiáng)frmDuibidu，圖像合成frmHecheng，F(xiàn)FT分析frmFFT。主窗體frmMain：是整個(gè)軟

12、件的核心，我們用作VB中唯一的MDI窗體。MDI窗體是用來(lái)包容其它窗口的中心窗口。VB規(guī)定一個(gè)應(yīng)用程序只能使用一個(gè)MDI窗體，因?yàn)橐粋€(gè)MDI窗體用到了應(yīng)用程序中的所有組件及功能。因此我們用它來(lái)作程序主界面。工作區(qū)窗體frmPaint：被作為工作區(qū)，用來(lái)放置圖片，進(jìn)行圖像處理以及其它操作。工具窗體frmTool：放置在左端，有一些常用工具可進(jìn)行選擇使用。調(diào)色板窗體frmColorcharge：作為調(diào)用系統(tǒng)顏色，選擇顏色的用途。歷史框窗體Hstory：作為返回工具一樣，可以使圖片回到前幾次處理的狀態(tài)，不過(guò)，次歷史框只允許回到前八次操作?？刂拼绑wfrmControl：作為工具欄的輔助，在工作區(qū)上端顯

13、示當(dāng)前選擇的工具。新建窗體frmNew：新建一工作區(qū)域。圖像大小frmSize：對(duì)圖像工作區(qū)域進(jìn)行設(shè)置。只對(duì)新建區(qū)域有效。那么我們?cè)谶@里順便介紹一下本軟件用到的BAS模塊文件。DailogAPI、GuiAPI、FFTMod、texiao、Simplepaints、PublicMod、PHMod1、PHMod2。這些模塊文件都包含很多函數(shù)聲明，以及很多算法都包含在其中。這些模塊起到一定的聲明作用，以及被其它程序調(diào)用。DailogAPI包含獲取公共對(duì)話(huà)框API函數(shù)，如打開(kāi)指定文件，保存指定文件等。GuiAPI包含大部分圖形設(shè)備接口API函數(shù)，包括位圖函數(shù)、剪切函數(shù)、顏色函數(shù)等，起到非常重要的作用。

14、FFTMod模塊包含傅利葉算法、一維FFT模塊程序，被frmFFT窗體調(diào)用，進(jìn)行FFT分析。texiao模塊包含大部分圖像處理技術(shù)的算法。被主窗體中菜單欄功能項(xiàng)中選擇，進(jìn)行圖像處理。Simplepaints模塊是對(duì)工具欄中的算法進(jìn)行總和，工具欄中的選擇項(xiàng)中的功能都在此模塊中體現(xiàn)出來(lái)。PublicMod、PHMod1、PHMod2都算是公共的模塊調(diào)用程序，包含公共的函數(shù)聲明、公共變量和公共調(diào)用程序。以上就是我們所設(shè)計(jì)的窗體和模塊集。該系統(tǒng)的功能主要集中在菜單欄和工具欄中，菜單欄包括以下方面選項(xiàng)：1. 文件：包括新建、打開(kāi)、保存、關(guān)閉和退出幾項(xiàng)。2. 編輯：包括復(fù)制、粘貼、剪切、全選、取消選擇和翻

15、轉(zhuǎn)。其中翻轉(zhuǎn)包括水平翻轉(zhuǎn)和垂直翻轉(zhuǎn)。3. 過(guò)濾：包括銳化、浮雕、腐蝕、風(fēng)化。4. 濾波處理：包括最小值濾波處理、最大值濾波處理和中值處理。5. 彩色圖像變換：包括彩色轉(zhuǎn)灰度、彩色轉(zhuǎn)黑白、平滑處理、霓紅處理。6. 軟化硬化：包括軟化紅色、軟化綠色、軟化橙色，硬化紅色、硬化綠色、硬化藍(lán)色。7. 卷積處理：包括水平增強(qiáng)、垂直增強(qiáng)和雙向增強(qiáng)。8. 邊緣探測(cè)：包括右下邊緣抽出、拉普拉斯（8鄰域）。9. 其它：包括對(duì)比度增強(qiáng)、FFT分析和圖像合成。10. 工具窗口：包括調(diào)色板、歷史框和工具欄。5 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的根本目標(biāo)是確定應(yīng)該怎樣具體的實(shí)現(xiàn)所要求的系統(tǒng)。也就是設(shè)計(jì)出程序的“藍(lán)圖”，在接下來(lái)的

16、編碼階段里，這些描述將被直接翻譯成程序設(shè)計(jì)所使用的語(yǔ)言。也就是說(shuō)，詳細(xì)設(shè)計(jì)的結(jié)果決定了最終的程序代碼的質(zhì)量。5.1打開(kāi)圖像圖5.1-1源程序如下：Private Sub huoqutuxiang_Click()On Error GoTo ErrCommonDialog1.Filter = (*.*)|*.*|(*.gif)|*.gif|(*.bmp)|*.bmp|(*.jpg)|*.jpgCommonDialog1.ShowOpenPicture1.Picture = LoadPicture(CommonDialog1.FileName)Picture3.Picture = Picture1.

17、PicturePicture4.Picture = Picture1.PictureExit SubErr:Exit SubEnd Sub5.2 逆反處理圖5.2-1源程序代碼如下：Private Sub Command4_Click()Label3.Enabled = TrueLabel3.Caption = 正在處理中.Width1 = Picture1.ScaleWidthheight1 = Picture1.ScaleHeightDoEventsFor i = 0 To Width1 - 1For j = 0 To height1 - 1col = Picture1.Point(i,

18、j)r1 = col Mod 256g1 = col 256 Mod 256b1 = col 65536rr = 255 - r1gg = 255 - g1bb = 255 - b1Picture2.PSet (i, j), RGB(rr, gg, bb)Label3.Caption = 處理結(jié)果Next jNext iEnd SubPrivate Sub Command5_Click()Picture1.Picture = Picture2.ImageCommand6.Enabled = TrueCommand7.Enabled = TrueEnd SubPrivate Sub Comman

19、d6_Click()CommonDialog1.Filter = pictures(*.bmp)|*.bmp|pictures(*.jpg)|*.jpg|pictures(*.gif)|*.gifCommonDialog1.ShowSaveSavePicture Picture1.Picture, CommonDialog1.FileNameEnd SubPrivate Sub Command7_Click()Picture1.Picture = Picture3.PictureEnd Sub5.3 平滑處理圖5.3-1源程序代碼如下：Private Sub Command8_Click()L

20、abel3.Caption = 正在處理中.DoEventswidth2 = Picture1.ScaleWidthheight2 = Picture1.ScaleHeightFor i = 1 To width2 - 2For j = 1 To height2 - 2p1 = Picture1.Point(i - 1, j - 1)p2 = Picture1.Point(i, j - 1)p3 = Picture1.Point(i + 1, j - 1)P4 = Picture1.Point(i - 1, j)P5 = Picture1.Point(i, j)P6 = Picture1.Po

21、int(i + 1, j)P7 = Picture1.Point(i - 1, j + 1)P8 = Picture1.Point(i, j + 1)P9 = Picture1.Point(i + 1, j + 1)Red = (p1 Mod 256 + p2 Mod 256 + p3 Mod 256 + P4 Mod 256 + P5 Mod 256 + P6 Mod 256 + P7 Mod 256 + P8 Mod 256 + P9 Mod 256) / 9Green = (p1 256 Mod 256 + p2 256 Mod 256 + p3 256 Mod 256 + P4 256

22、 Mod 256 + P5 256 Mod 256 + P6 256 Mod 256 + P7 256 Mod 256 + P8 256 Mod 256 + P9 256 Mod 256) / 9Blue = (p1 65536 + p2 65536 + p3 65536 + P4 65536 + P5 65536 + P6 65536 + P7 65536 + P8 65536 + P9 65536) / 9Picture2.PSet (i, j), RGB(Red, Green, Blue)Next jNext iLabel3.Caption = 處理結(jié)果圖End Sub5.4 教材平滑圖

23、5.4-1源程序代碼如下：Private Sub Command9_Click()Label3.Caption = 正在處理中.DoEventswidth2 = Picture1.ScaleWidthheight2 = Picture1.ScaleHeightn = Val(Text1.Text): n1 = n * n: n2 = n 2For i = n2 To width2 - n2 - 1For j = n2 To height2 - n2 - 1rr = 0: gg = 0: bb = 0For k1 = -n2 To n2For k2 = -n2 To n2p = Picture1

24、.Point(i + k1, j + k2)rr = rr + (p Mod 256)gg = gg + (p 256 Mod 256)bb = bb + (p 65536)Next k2Next k1rr = rr / n1: gg = gg / n1: bb = bb / n1Picture2.PSet (i, j), RGB(rr, gg, bb)Next jNext iLabel3.Caption = 結(jié)果圖：End SubPrivate Sub Form_Load()Command2.Enabled = FalseCommand6.Enabled = FalseCommand7.En

25、abled = FalseLabel3.Enabled = FalseEnd Sub5.5 霓虹平滑圖5.5-1源程序代碼如下：Private Sub Command10_Click()Label3.Caption = 正在處理中.DoEventswidth2 = Picture1.ScaleWidthheight2 = Picture1.ScaleHeightFor i = 0 To width2 - 1For j = 0 To height2 - 1p1 = Picture1.Point(i, j)p2 = Picture1.Point(i + 1, j)p3 = Picture1.Poi

26、nt(i, j + 1)rr = Sqr(p1 Mod 256 - p2 Mod 256) 2 + (p1 Mod 256 - p3 Mod 256) 2)gg = Sqr(p1 256 Mod 256 - p2 256 Mod 256) 2 + (p1 256 Mod 256 - p3 256 Mod 256) 2)bb = Sqr(p1 65536 - p2 65536) 2 + (p1 65536 - p3 65536) 2)Picture2.PSet (i, j), RGB(rr, gg, bb)Next jNext iLabel3.Caption = 結(jié)果圖：End Sub5.6 油

27、畫(huà)處理圖5.6-1源程序代碼如下：Private Sub Command15_Click() Picture2.Picture = Picture1.Picture Label3.Caption = 處理中. DoEvents width2 = Picture2.ScaleWidth height2 = Picture2.ScaleHeight n = Val(Text2.Text) n1 = n * n n2 = n 2 For i = n2 To width2 - n2 - 1 For j = 2 To height2 - n2 - 1 A = Rnd * (n - 1) - n2 B =

28、 Rnd * (n - 1) - n2 p = Picture2.Point(i + A, j + B) Red = p Mod 256 Green = p / 256 Mod 256 Blue = p / 65536 Picture2.PSet (i, j), RGB(Red, Green, Blue) 重新設(shè)定該點(diǎn)的像素 Next j Next iEnd SubPrivate Sub Command2_Click()Picture1.Picture = LoadPicture(CommonDialog1.FileName)Picture2.Picture = Picture1.Pictur

29、ePicture3.Picture = Picture1.PictureEnd SubPrivate Sub Command3_Click()End5.7 邊緣銳化圖5.7-1源程序代碼如下：Private Sub Command11_Click()Label3.Caption = 正在處理中.DoEventswidth2 = Picture1.ScaleWidthheight2 = Picture1.ScaleHeightFor i = 1 To width2 - 1For j = 1 To height2 - 1p1 = Picture1.Point(i, j)p2 = Picture1.

30、Point(i - 1, j - 1)rr = p1 Mod 256 + Abs(p1 Mod 256 - p2 Mod 256) / 2gg = p1 256 Mod 256 + Abs(p1 256 Mod 256 - p2 256 Mod 256) / 2bb = p1 65536 + Abs(p1 65536 - p2 65536) / 2If rr 255 Then rr = 255: If rr 255 Then gg = 255: If gg 255 Then bb = 255: If bb 0 Then bb = 0Picture2.PSet (i, j), RGB(rr, g

31、g, bb)Next jNext iLabel3.Caption = 結(jié)果圖：End Sub5.8 浮雕處理圖5.8-1源程序代碼如下：Private Sub Command12_Click()Label3.Caption = 正在處理中.DoEventswidth2 = Picture1.ScaleWidthheight2 = Picture1.ScaleHeightFor i = 0 To width2 - 1For j = 0 To height2 - 1p1 = Picture1.Point(i, j)p2 = Picture1.Point(i - 1, j)rr = Abs(p1 M

32、od 256 - p2 Mod 256 + 128)gg = Abs(p1 256 Mod 256 - p2 256 Mod 256 + 128)bb = Abs(p1 65536 - p1 65536 + 128)Picture2.PSet (i, j), RGB(rr, gg, bb)Next jNext iLabel3.Caption = 結(jié)果圖：End Sub5.9 鑲嵌處理 圖5.9-1源程序代碼如下：Private Sub Command13_Click()Label3.Caption = 正在處理中.DoEventsn = Val(Text2.Text): n1 = n * nw

33、idth2 = Picture1.ScaleWidthheight2 = Picture1.ScaleHeightFor i = 0 To width2 - n Step nFor j = 0 To height2 - n Step nr = 0: g = 0: B = 0For k1 = 0 To n - 1For k2 = 0 To n - 1p = Picture1.Point(i + k1, j + k2)r = r + (p Mod 256)g = g + (p 256 Mod 256)B = B + (p 65536)Next k2Next k1r = r 25: g = g 25: B = B 25For k1 = 0 To n - 1For k2 = 0 To n - 1Picture2.PSet (i + k1, j + k2), RGB(r, g, B)Next k2Ne