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C++数字图像处理--数字图像的几何变换
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更新于2023-03-16
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非常基础的介绍了C++和数字图像处理,入门开始到实现 C++ 数字图像的几何变换,包括数学原理和编程详细代码。很不错的学习资料。
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数字图像的几何变换
摘 要
几何变换是最常见的图像处理手段,通过对变形的图像进行几何校正,可以得出准
确的图像。常用的几何变换功能包括图像的平移、图像的镜像变换、图像的转置、图像
的缩放、图像的旋转等等。目前数字图像处理的应用越来越广泛,已经渗透到工业、航
空航天、军事等各个领域,在国民经济中发挥越来越大的作用。
作为数字图像处理的一个重要部分,本文介绍的工作是如何用 Visual C++编程工具设
计一个完整的应用程序,实现经典的图像几何变换功能。程序大概分为两大部分:读写
BMP 图像,和数字图像的几何变换。即首先用 Visual C++创建一个多文档应用程序框架,
在实现任意 BMP 图像的读写,打印,以及剪贴板操作的基础上,完成经典的图像几何变
换功能。
图像几何变换的 Visual C++编程实现,为校内课题的实现提供了一个实例。
关键字:图像处理;几何变换;BMP 图像;Visual C++
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数字图像的几何变换
Abstract
The geometrical transformation is the most popular image processing method. We can get
an exact image from a distorted image through the geometrical emendation. The transforming
methods in common use including translation, mirror, rotation, or transpose an image. Since the
domain of digital image processing application has becoming wider and wider, it penetrates into
many fields. Such as industry, aviation, military, and has become much more important in every
aspects of our life.
Being an important part of digital image processing, the work introduced in this article is
about how to design an integrated application program using Visual C++ to implement the
classic geometrical transformation. The program can be divided into two parts: read or write a
BMP image, and the geometrical transformation for it. So I designed a multiple document
interface first, on the basic of read, write, print, and the clipboard operation of an image, then
carry out the function of geometrical transformation finally.
The implementation of geometrical transformation using Visual C++ is a good example for
carrying out intramural problems.
Keywords: Image processing; Geometrical transformation; BMP image; Visual C++
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数字图像的几何变换
目 录
第一章 绪论............................................................................................................................................................1
1.1 何谓数字图像处理....................................................................................................................................1
1.1.1 图像的概念............................................................................................................................................1
1.1.2 图像处理................................................................................................................................................1
1.2 图像处理学的内容和其他相关学科的关系.............................................................................................2
1.2.1 图像处理学的内容................................................................................................................................2
1.2.2 图像处理学与相关学科的关系............................................................................................................2
1.3 数字图像处理的特点及其应用.................................................................................................................3
1.3.1 数字图像处理的特点............................................................................................................................3
1.3.2 数字图像处理的应用............................................................................................................................3
1.4 VISUAL C++................................................................................................................................................4
1.4.1 Visual C++简述......................................................................................................................................4
1.4.2 将 Visual C++应用于数字图像的几何变换........................................................................................4
第二章 数字图像处理的基本概念........................................................................................................................5
2.1 图像和调色板............................................................................................................................................5
2.1.1 图像的显示............................................................................................................................................5
2.1.2 调色板....................................................................................................................................................5
2.1.3 色彩系统................................................................................................................................................6
2.1.4 灰度图....................................................................................................................................................7
2.2 GDI 位图....................................................................................................................................................7
2.2.1 从资源中装入 GDI 位图.......................................................................................................................8
2.2.2 伸缩位图................................................................................................................................................8
2.3 设备无关位图(DIB)..............................................................................................................................9
2.3.1 BMP 文件中 DIB 的结构......................................................................................................................9
2.3.2 DIB 访问函数......................................................................................................................................11
2.3.3 使用 DIB 读写 BMP 文件...................................................................................................................12
第三章 图像的几何变换.................................................................................................................................. ....14
3.1 图像的平移..............................................................................................................................................14
3.1.1 理论基础..............................................................................................................................................14
3.1.2 Visual C++编程实现............................................................................................................................15
3.2 图像的镜像变换......................................................................................................................................19
3.2.1 理论基础..............................................................................................................................................19
3.2.2 Visual C++编程实现............................................................................................................................20
3.3 图像的转置..............................................................................................................................................23
3.3.1 理论基础..............................................................................................................................................24
3.3.2 Visual C++编程实现............................................................................................................................24
3.4 图像的缩放..............................................................................................................................................26
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数字图像的几何变换
3.4.1 理论基础..............................................................................................................................................27
3.4.2 Visual C++编程实现............................................................................................................................27
3.5 图像的旋转..............................................................................................................................................30
3.5.1 理论基础..............................................................................................................................................31
3.5.2 Visual C++编程实现............................................................................................................................31
3.6 本程序基本类对象之间的相互访问关系...............................................................................................35
第四章 结论与展望.......................................................................................................................................... ....37
4.1 结论..........................................................................................................................................................37
4.2 展望..........................................................................................................................................................38
致谢.......................................................................................................................................................................39
参考文献...............................................................................................................................................................40
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数字图像的几何变换
第一章
绪论
1.1 何谓数字图像处理
数字图像处理(Digital Image Processing),就是利用数字计算机或则其他数字硬件
对从图像信息转换而得到的电信号进行某些数学运算,以提高图像的实用性。例如从卫
星图片中提取目标物的特征参数,三维立体断层图像的重建等。总的来说,数字图像处
理包括点运算、几何处理、图像增强、图像复原、图像形态学处理、图像编码、图像重
建、模式识别等。目前数字图像处理的应用越来越广泛,已经渗透到工业、医疗保健、
航空航天、军事等各个领域,在国民经济中发挥越来越大的作用。
1.1.1 图像的概念
图像是对客观对象的一种相似性的、生动性的描述或写真。或者说图像是客观对象
的一种表示,它包含了被描述对象的有关信息。它是人们最主要的信息来源。据统计,
一个人获取的信息大约有 75%来自视觉。图像根据其形式或产生方法来分类。
从人眼的视觉特点上可将图像分为可见图像和不可见图像。其中可见图像的一个子
集为图片,它包括照片、用线条画的图和画;另一个子集为光图像,即用透镜、光栅和
全息技术产生的图像。不可见的图像包括不可见光成像和不可见量,如温度、压力及人
口密度等的分布图。
按波段多少图像可分为但波段、多波段和超波段图像。但波段图像上每点只有一个
亮度值;多波段图像上每点不只一个特性。例如红、绿、蓝三波段光谱图像或彩色图像
上的每个点具有红、绿、蓝三个亮度值,这三个值表示在不同光波段上的强度,人眼看
来就是不同的颜色。超波段图像上每个点具有几十或几百个特性。
按图像空间坐标和明暗程度的连续性可分为模拟图像和数字图像。模拟图像指空间
坐标和明暗程度都是连续变化的、计算机无法直接处理的图像。数字图像是一种空间坐
标和灰度均不连续的、用离散的数字(一般用整数)表示的图像。这样的图像才能被计
算机处理。
1.1.2 图像处理
对图像进行一系列的操作,以达到预期的目的的技术称作图像处理。图像处理可分
为模拟图像处理和数字图像处理两种方式。
利用光学、照像和电子学方法对模拟图像的处理称为模拟图像处理。光学图像处理
方法已有很长的历史,在激光全息技术出现后,它得到了进一步的发展。尽管光学图像
处理理论日臻完善,且处理速度快,信息容量大,分辨率高,又非常经济,但处理精度
不高,稳定性差,设备笨重,操作不方便和工艺水平不高等原因限制了它的发展速度。
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