博客
关于我
强烈建议你试试无所不能的chatGPT,快点击我
【数字图像处理】四.MFC对话框绘制灰度直方图
阅读量:5876 次
发布时间:2019-06-19

本文共 13272 字,大约阅读时间需要 44 分钟。

        本文主要讲述基于VC++6.0 MFC图像处理的应用知识,主要结合自己大三所学课程《数字图像处理》及课件进行回忆讲解,主要通过MFC单文档视图实现点击弹出对话框绘制BMP图片的灰度直方图,再获取平均灰度、中指灰度和标准差等值。文章比较详细基础,希望该篇文章对你有所帮助~
       
       
       
        
免费资源下载地址:
        

一. 程序运行结果

        该篇文章主要是在上一篇文章基础上进行的讲解,其中当打开一张BMP图像后,点击”直方图“-》”显示原图直方图“如下。

二. 灰度直方图原理

        什么是灰度直方图?

        灰度直方图(histogram)是灰度级的函数,描述的是图像中每种灰度级像素的个数,反映图像中每种灰度出现的频率。横坐标是灰度级,纵坐标是灰度级出现的频率。

        对于连续图像,平滑地从中心的高灰度级变化到边缘的低灰度级。直方图定义为:
        其中A(D)为阈值面积函数:为一幅连续图像中被具有灰度级D的所有轮廓线所包围的面积。
对于离散函数,固定ΔD为1,则:H(D)=A(D)-A(D+1)
        色彩直方图是高维直方图的特例,它统计色彩的出现频率,即色彩概率分布信息。
        通常这需要一定的量化过程,将色彩分成若干互不重叠的种类。一般不直接在RGB色彩空间中统计,而是在将亮度分离出来后,对代表色彩部分的信息进行统计,如在HSI空间的HS子空间、YUV空间的UV子空间,以及其它反映人类视觉特点的彩色空间表示中进行。
        其中直方图的计算方法如下:
        依据定义,若图像具有L(通常L=256,即8位灰度级)级灰度,则大小为MxN的灰度图像f(x,y)的灰度直方图hist[0…L-1]可用如下计算获得。
        1、初始化 hist[k]=0; k=0,…,L-1 
        2、统计 hist[f(x,y)]++; x=0,…,M-1, y =0,…,N-1 
        3、归一化 hist[f(x,y)]/=M*N 
        那么说了这么多,直方图究竟有什么作用呢?
        在使用轮廓线确定物体边界时,通过直方图更好的选择边界阈值,进行阈值化处理;对物体与背景有较强对比的景物的分割特别有用;简单物体的面积和综合光密度IOD可以通过图像的直方图求得。

三. 程序实现

1.建立直方图对话框

       第一步:创建Dialog
        将视图切换到ResourceView界面,选中Dialog右键鼠标新建一个Dialog,并新建一个名为IDD_DIALOG_ZFT,设置成下图对话框。

        右键添加属性如下:
        对话框-原始直方图-IDD_DIALOG_ZFT
        组框-RGB-IDC_STATIC_RGB
        图像-框架-IDC_STATIC_KJ-蚀刻(重点:有它才能添加直方图在此处,注意GetDlgItem()函数中是IDC而不是IDD对话框)
        添加蚀刻线(图像蚀刻形成的直线)形如图中的3个矩形框,并添加静态文本:Red、Green、Blue、红、绿、蓝、像素、平均灰度、中值灰度、标准差;这些静态文本都是IDC_STATIC且为默认属性
        添加红色4个值(Static)、绿色4个值、蓝色4个值,分别为:
        IDC_STATIC_XS_RED(GREEN BLUE)对应像素XS
        IDC_STATIC_PJHD_RED(GREEN BLUE)对应平均灰度PJHD
        IDC_STATIC_ZZHD_RED(GREED BLUE)对应中值灰度ZZHD
        IDC_STATIC_BZC_RED(GREEN BLUE)对应标准差BZC
       第二步:建立类向导MFC ClassWizard
        (1) 在对话框资源模板空白区双击鼠标(Ctrl+W),创建一个新类,命名为CImageZFTDlg会自动生成它的.h和.cpp文件。在类向导中选中类名CImageZFTDlg,IDs为CImageZFTDlg,WM_INITDIALOG建立这个函数用于初始化。
        (2) 打开类向导,选择Member Variables页面,添加如下变量,类型均为CString。
        像素 m_redXS、m_greenXS、m_blueXS
        标准差 m_redBZC、m_greeenBZC、m_blueBZC
        平均灰度 m_redPJHD、m_greenPJHD、m_bluePJHD
        中值灰度 m_redZZHD、m_greenZZHD、m_blueZZHD
        (3) 在View.cpp中添加直方图的头文件 #inlcude "ImageZFTDlg.h"
        第三步:设置菜单栏调用直方图对话框
        (1) 将视图切换到ResourceView界面,选中Menu,在IDR_MAINFRAM中添加菜单项“直方图”,菜单属性中选择“弹出”,在“直方图”中添加子菜单“显示原图直方图”。
        (2) 设置其属性为ID_ZFT_YT(显示直方图原图),同时建立类向导,选择ID_ZFT_YT(IDs),通过COMMAND建立显示直方图函数OnZftYt()。
       第四步:添加代码及计算4个值
        在ImageProcessingView.cpp中添加如下代码,注释中有如何求平均灰度、中值灰度和标准差的消息算法过程。
//引用显示直方图头文件#include "ImageZFTDlg.h"#include "math.h"/*全局变量在TestZFTDlg.cpp中引用 用extern*/int Red[256],Green[256],Blue[256];/**************************************************//* 添加直方图显示功能,并在直方图下方显示相关信息 /* 如平均灰度、中值灰度、标准差和像素总数         /* ID_ZFT_YT:直方图原图显示                       /**************************************************/void CImageProcessingView::OnZftYt() {	if(numPicture==0) {		AfxMessageBox("载入图片后才能显示原图直方图!",MB_OK,0);		return;	}	AfxMessageBox("显示原图直方图!",MB_OK,0);	CImageZFTDlg dlg;	//打开临时的图片	FILE *fpo = fopen(BmpName,"rb");	fread(&bfh,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fpo);	fread(&bih,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fpo);		int i,j;	for(j=0;j<256;j++) { //定义数组并清零		Red[j]=0;		Green[j]=0;		Blue[j]=0;	}		//计算4个数据	unsigned char red,green,blue;	int IntRed,IntGreen,IntBlue;                  //强制转换	double sumRedHD=0,sumGreenHD=0,sumBlueHD=0;   //记录像素总的灰度值和	for(i=0; i
=0 && IntRed<256 ) Red[IntRed]++; //像素0-255之间 fread(&green,sizeof(char),1,fpo); IntGreen=int(green); sumGreenHD=sumGreenHD+IntGreen; if( IntGreen>=0 && IntGreen<256 ) Green[IntGreen]++; fread(&blue,sizeof(char),1,fpo); IntBlue=int(blue); sumBlueHD=sumBlueHD+IntBlue; if( IntBlue>=0 && IntBlue<256 ) Blue[IntBlue]++; } fclose(fpo); //像素:int型转换为CString型 dlg.m_redXS.Format("%d",m_nImage); dlg.m_greenXS.Format("%d",m_nImage); dlg.m_blueXS.Format("%d",m_nImage); //平均灰度值:计算24位bmp图片的灰度值,我是记录RGB中的所有平均值 float pinRedHD,pinGreenHD,pinBlueHD; pinRedHD=sumRedHD*3/m_nImage; pinGreenHD=sumGreenHD*3/m_nImage; //平均灰度=总灰度/总像素 pinBlueHD=sumBlueHD*3/m_nImage; dlg.m_redPJHD.Format("%.2f",pinRedHD); dlg.m_greenPJHD.Format("%.2f",pinGreenHD); dlg.m_bluePJHD.Format("%.2f",pinBlueHD); /****************************************************************/ /* 中值灰度:算法重点(黄凯大神提供) /* 中值灰度:所有像素中的中位数,应该所有像素排序找到中间的灰度值 /* 算法:num[256]记录各灰度出现次数,sum+=num[i],找到sum=总像素/2 /****************************************************************/ int sumRedZZHD=0,sumGreenZZHD=0,sumBlueZZHD=0; int redZZHD,greenZZHD,blueZZHD; for(i=0;i<256;i++) { sumRedZZHD=sumRedZZHD+Red[i]; if(sumRedZZHD>=m_nImage/6) //m_nImage被分成3份RGB并且sum=总像素/2 { redZZHD=i; break; } } for(i=0;i<256;i++) { sumGreenZZHD=sumGreenZZHD+Green[i]; if(sumGreenZZHD>=m_nImage/6) //m_nImage被分成3份RGB并且sum=总像素/2 { greenZZHD=i; break; } } for(i=0;i<256;i++) { sumBlueZZHD=sumBlueZZHD+Blue[i]; if(sumBlueZZHD>=m_nImage/6) //m_nImage被分成3份RGB并且sum=总像素/2 { blueZZHD=i; break; } } dlg.m_redZZHD.Format("%d",redZZHD); dlg.m_greenZZHD.Format("%d",greenZZHD); dlg.m_blueZZHD.Format("%d",blueZZHD); /******************************************************************/ /*标准差:标准差=方差的算术平方根 /* 方差s^2=[(x1-x)^2+(x2-x)^2+......(xn-x)^2]/n /* 算法:不用开m_nImage数组进行计算 用num[256]中数进行 /* 方差=(平均灰度-i)*(平均灰度-i)*Red[i] 有Red[i]个灰度值为i的数 /******************************************************************/ float redBZC,greenBZC,blueBZC; //标准差 double redFC=0,greenFC=0,blueFC=0; //方差 for(i=0;i<256;i++) { redFC=redFC+(pinRedHD-i)*(pinRedHD-i)*Red[i]; //有Red[i]个像素i greenFC=greenFC+(pinGreenHD-i)*(pinGreenHD-i)*Green[i]; blueFC=blueFC+(pinBlueHD-i)*(pinBlueHD-i)*Blue[i]; } redBZC=sqrt(redFC*3/m_nImage); greenBZC=sqrt(greenFC*3/m_nImage); blueBZC=sqrt(blueFC*3/m_nImage); dlg.m_redBZC.Format("%.2lf",redBZC); dlg.m_greenBZC.Format("%.2lf",greenBZC); dlg.m_blueBZC.Format("%.2lf",blueBZC); //重点必须添加该语句才能弹出对话框 if(dlg.DoModal()==IDOK) { }}
        第五步:此时运行结果如下图所示,打开图片可以显示参数。

2.建立对话框与View联系并绘制直方图

        重点(极其重要*)
        (1) 如何在MFC中(View中)实现对子对话框的画图或直方图响应?
        解决方法:在子对话框中.cpp文件中实现画图响应,不要再View.cpp中实现,否则图像会以menu背景为坐标,而在ImageZFTDlg.cpp中建立OnPaint函数实现画图,它默认会以子对话框为标准。
        (2) 如何把View.cpp中的图片像素直方图信息传递给子对话框ImageZFTDlg.cpp呢?
        解决方法:如果自定义ImageStruct.h中建立全局变量,每个.cpp中引用该头文件调用总是报错(未知),所以我在View.h中建立一个全局变量int Red[256];再在子文件.cpp中函数里调用该全局变量即可extern int Red[256],这是非常重要的一个C语言知识。
        (3) 画图函数OnPaint()参考源代码中详细注释。
        如何绘制坐标轴、文字、图像,其实自己绘制而没调用第三方库还是挺有意思的。
        第一步:建立画直方图函数OnPaint
        打开类向导(Ctrl+W),类名选择CImageZFTDlg,IDs选择CImageZFTDlg,在Message函数中建立WM_PAINT映射,默认函数名为OnPaint建立函数void CImageZFTDlg::OnPaint()
        第二步:绘制直方图大致思想如下
        (1) 重点:获取要绘制直方图的位置和图像资源的对应号ID(IDC_STATIC_KJ 框架),我当时认为绘制直方图只能绘制到”图像“控件IDC中,不能是对话框IDD。
        CWnd *pWnd = GetDlgItem(IDC_STATIC_KJ);
        CDC *pDC = pWnd->GetDC();
        (2) 获取对话框矩形的长和宽
        CRect rectpic;
        GetDlgItem(IDC_STATIC_KJ)->GetWindowRect(&rectpic);
        (3) 创建画笔对象并对画笔进行颜色设置
        CPen *RedPen = new CPen();
        RedPen->CreatePen(PS_SOLID,1RGB(255,0,0));
        (4) 选中当前画笔并保存以前画笔
        CGdiObject *RedOlderPen = pDC->SelectObject(RedPen);
        (5) 绘制直方图(图像坐标自己算)
        矩形 pDC->Rectangle(9,327,312,468);
        移动 pDC->MoveTo(15,331);
        直线 pDC->LineTo(15,488);
        文字 pDC->TextOut(15+48*i,450,str);
        (6) 恢复以前画笔
        pDC->SelectObject(RedOlderPen);
        delete RedPen;
        ReleaseDC(pDC);
        第三步:源代码与详细注释思想
        在ImageZFTDlg.cpp中修改OnPaint函数:
//****************绘制原图直方图*********************//void CImageZFTDlg::OnPaint() {	CPaintDC dc(this); // device context for painting		// TODO: Add your message handler code here		/********************************************************************************/	/* 重点知识:(百度)                                                              	/* 如何在View.cpp中把一个变量的值传给其它对话框                                 	/*                                                                              	/* 错误一:在View.h中定义的pubic变量只能在View.cpp中用                           	/* 错误二:定义一个Struct.h中存全局变量,在2个函数中分别调用#include "Struct.h"   	/*                                                                              	/* 解决方法一: (CSDN 不会)参数用 A& a 两个对话框里都可以访问a                   	/* 解决方法二: (CSDN 不会)重载                                                  	/*                                                                              	/* 解决:在View.cpp中定义全局变量 void CBmpDrawView::OnZftYt() 前面 并函数中操作 	/*      在dialog的cpp中即void CTestZFTDlg::OnPaint()中在定义一个extern int a    	/********************************************************************************/	extern int Red[256],Green[256],Blue[256];	/*写在该空间中可以省略Invalidate()语句*/	/*获取控件的CDC指针*/	CRect rectpic;	GetDlgItem(IDC_STATIC_KJ)->GetWindowRect(&rectpic);			int x,y;	x=rectpic.Width();	y=rectpic.Height();			CWnd *pWnd=GetDlgItem(IDC_STATIC_KJ);	CDC *pDC=pWnd->GetDC();			/***********************/	/*重点:画直方图 红色	/**********************/	CPen *RedPen=new CPen();                              //创建画笔对象	RedPen->CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(255,0,0));           //红色画笔	CGdiObject *RedOlderPen=pDC->SelectObject(RedPen);    //选中当前红色画笔并保存以前的画笔		/*画图*/	pDC->Rectangle(9,16,312,147);      //画一个矩形框	pDC->MoveTo(15,20);                //绘制坐标轴	pDC->LineTo(15,128);               //Y竖轴	pDC->LineTo(305,128);              //X横轴		pDC->MoveTo(305,128);              //绘制X箭头	pDC->LineTo(300,123);              //绘制上边箭头	pDC->MoveTo(305,128); 	pDC->LineTo(300,133);              //绘制下边箭头		pDC->MoveTo(15,20);                //绘制Y箭头	pDC->LineTo(10,25);                //绘制左边箭头	pDC->MoveTo(15,20);	pDC->LineTo(20,25);                //绘制右边箭头		/**********************************************************************/	/* TextOut函数功能:                                                   	/* 该函数用当前选择的字体、背景颜色和正文颜色将一个字符串写到指定位置 	/* BOOL TextOut(HDC hdc,int x,int y,LPCTSTR str,int numStr)           	/* 表示:x起始坐标,y起始坐标,字符串,字符串中字符个数                   	/*	/* SetTextColor函数功能:                                              	/* 设置指定设备环境(HDC)的字体颜色                                    	/* SetTextColor (HDC, COLORREF) 如:SetTextColor(HDC,RGB(255,0,0));    	/**********************************************************************/		CString str;	int i;	for(i=0;i<=5;i++)                    //写X轴刻度线	{		str.Format("%d",i*50);               //0-255之间添加6个刻度值		pDC->SetTextColor(RGB(255,0,255));   //设置字体颜色		pDC->TextOut(15+48*i,130,str);       //输出字体		pDC->MoveTo(15+48*i,128);            //绘制X轴刻度		pDC->LineTo(15+48*i,125);	}	for(i=0;i<=5;i++)                        //写Y轴刻度线	{		pDC->MoveTo(15,128-20*i);            //绘制Y轴刻度		pDC->LineTo(18,128-20*i);	}		/*绘制直方图主要的代码*/	for(i=1;i<256;i++)	{		pDC->MoveTo(15+i,128);		if( (128-16) > (Red[i]/40) )			pDC->LineTo(15+i,128-(Red[i]/40));   		else			pDC->LineTo(15+i,16);            //超过矩形的画矩形高	}			/**********************/	/*重点:画直方图 绿色	/**********************/	CPen *GreenPen=new CPen();                             //创建画笔对象	GreenPen->CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(0,255,0));          //绿色画笔	CGdiObject *GreenOlderPen=pDC->SelectObject(GreenPen); 		pDC->Rectangle(9,167,312,308);     //画一个矩形框	pDC->MoveTo(15,171);               //绘制坐标轴	pDC->LineTo(15,288);               //Y竖轴	pDC->LineTo(305,288);              //X横轴		pDC->MoveTo(305,288);              //绘制X箭头	pDC->LineTo(300,283);              //绘制上边箭头	pDC->MoveTo(305,288);	pDC->LineTo(300,293);              //绘制下边箭头		pDC->MoveTo(15,171);                //绘制Y箭头	pDC->LineTo(10,176);                //绘制左边箭头	pDC->MoveTo(15,171);	pDC->LineTo(20,176);                //绘制右边箭头		for(i=0;i<=5;i++)                   //写X轴刻度线	{		str.Format("%d",i*50);               //0-255之间添加6个刻度值		pDC->SetTextColor(RGB(255,0,255));   //设置字体颜色		pDC->TextOut(15+48*i,290,str);       //输出字体				pDC->MoveTo(15+48*i,288);            //绘制X轴刻度		pDC->LineTo(15+48*i,285);	}	for(i=0;i<=5;i++)                        //写Y轴刻度线	{		pDC->MoveTo(15,288-20*i);            //绘制Y轴刻度		pDC->LineTo(18,288-20*i);	}		/*绘制直方图主要的代码*/	for(i=1;i<256;i++)	{		pDC->MoveTo(15+i,288);		if( (288-167) > (Green[i]/40) )			pDC->LineTo(15+i,288-(Green[i]/40));   		else			pDC->LineTo(15+i,167);            //超过矩形的画矩形高	}					/**********************/	/*重点:画直方图 蓝色	/***************((*****/	CPen *BluePen=new CPen();                            //创建画笔对象	BluePen->CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(0,0,255));         //蓝色画笔	CGdiObject *BlueOlderPen=pDC->SelectObject(BluePen);  		pDC->Rectangle(9,327,312,468);      //画一个矩形框	pDC->MoveTo(15,331);                //绘制坐标轴	pDC->LineTo(15,448);                //Y竖轴	pDC->LineTo(305,448);               //X横轴		pDC->MoveTo(305,448);               //绘制X箭头	pDC->LineTo(300,443);               //绘制上边箭头	pDC->MoveTo(305,448);	pDC->LineTo(300,453);               //绘制下边箭头		pDC->MoveTo(15,331);                //绘制Y箭头	pDC->LineTo(10,336);                //绘制左边箭头	pDC->MoveTo(15,331);	pDC->LineTo(20,336);                //绘制右边箭头			for(i=0;i<=5;i++)                   //写X轴刻度线	{		str.Format("%d",i*50);               //0-255之间添加6个刻度值		pDC->SetTextColor(RGB(255,0,255));   //设置字体颜色		pDC->TextOut(15+48*i,450,str);       //输出字体				pDC->MoveTo(15+48*i,448);            //绘制X轴刻度		pDC->LineTo(15+48*i,445);	}	for(i=0;i<=5;i++)                        //写Y轴刻度线	{		pDC->MoveTo(15,448-20*i);            //绘制Y轴刻度		pDC->LineTo(18,448-20*i);	}		/*绘制直方图主要的代码*/	for(i=1;i<256;i++)	{		pDC->MoveTo(15+i,448);		if( (448-327) > (Blue[i]/40) )			pDC->LineTo(15+i,448-(Blue[i]/40));   		else			pDC->LineTo(15+i,327);            //超过矩形的画矩形高	}						//恢复以前的画笔	pDC->SelectObject(RedOlderPen);	pDC->SelectObject(GreenOlderPen);	pDC->SelectObject(BlueOlderPen);	delete RedPen;	delete GreenPen;	delete BluePen;	ReleaseDC(pDC);	return;		// Do not call CDialog::OnPaint() for painting messages}
        此时运行程序即可显示直方图。
        最后还是希望文章对你有所帮助,如果文章有不足或错误之处,请海涵~文章不仅仅讲述了直方图相关的知识,同时文章也给你提供了一种绘制坐标图像的思想和详细注释。有时候一直怀疑回忆这些知识会让我停滞不前,但心安即好,何必在意!
        从来没有什么终南捷径和大神,真正的捷径只有三个:坚持、专注、认真。其他的都是细枝末节,做到这三个,其他的自然而然都会拥有。——同学CY
      (By:Eastmount 2015-5-31 下午3点   
        
你可能感兴趣的文章
JavaScript高级程序设计--对象,数组(栈方法,队列方法,重排序方法,迭代方法)...
查看>>
【转】 学习ios(必看经典)牛人40天精通iOS开发的学习方法【2015.12.2
查看>>
nginx+php的使用
查看>>
在 ASP.NET MVC 中使用异步控制器
查看>>
SQL语句的执行过程
查看>>
Silverlight开发历程—动画(线性动画)
查看>>
详解Linux中Load average负载
查看>>
HTTP 协议 Cache-Control 头——性能啊~~~
查看>>
丢包补偿技术概述
查看>>
PHP遍历文件夹及子文件夹所有文件
查看>>
WinForm程序中两份mdf文件问题的解决
查看>>
【转】唯快不破:创业公司如何高效的进行产品研发管理
查看>>
程序计数器、反汇编工具
查看>>
Android N: jack server failed
查看>>
007-Shell test 命令,[],[[]]
查看>>
关于Linux系统使用遇到的问题-1:vi 打开只读(readonly)文件如何退出保存?
查看>>
pandas 按照某一列进行排序
查看>>
在WPF中如何使用RelativeSource绑定
查看>>
Map的深浅拷贝的探究
查看>>
XSLT语法 在.net中使用XSLT转换xml文档示例
查看>>