解析计算机图像处理可视化软件设计与实现

闫晓明 上海同济大学 200092

【文章摘要】

 　　计算机图像可视化软件可以使人们更容易理解复杂的图像处理原理，提高图像处理技能。本文主要分析了在计算机图像处理的基础上，设计可视化软件的总体结构，重点阐述了实现计算机多种图像的处理技术。

【关键词】

计算机；图像处理；可视化软件

0 引言

随着计算机技术的发展，计算机图像可视化软件系统种类逐渐增多，得到大多数人的青睐与应用。计算机图像处理需要一个或者多个算法共同完成，如果每一次图像处理都需要编写模块，大大降低了工作效率，增加了人力、物力的投入。因此，如果将数字图像处理与计算机可视化软件技术结合起来，从计算机图像中就可以直接显示出所需要的结果，相当于把复杂原理简单化了。计算机可视化功能可以应用到图像处理的各个领域中，它可以促进遥感影像的处理，还可以全面提高教育的质量，对各个行业的发展都具有重要的意义。

1 计算机图像处理可视化系统设计

在开发计算机图像处理可视化软件时，是根据计算机软件学理论与程序设计规则进行全方位研究的，选用的编程语言都是可视化程度比较高的Microsoft Visual C++6.0 语言，并且还是相互独立的功能代码。下面我们就来具体介绍一下。

1.1 文档管理

文档管理系统有以下四个功能：

（1）文档打开。在计算机文档中能够打开所涉及到的相关数据源，比如说原始遥感影像等等。

（2）存贮文档。存贮文档过程中必须转换所需图像的结构与格式，在处理结构图像时也是用同样的方式来存贮。

（3）关闭文档。计算机可以同时关闭多种不同类型的图像程序。

（4）近期文件。对于近期建立的文件，可以通过建立快捷键的方式快速打开文件图像。

1.2 图像预处理

图像预处理是对不同种类的遥感影像实施不同的预处理，这种方式有利于后面的图像调整。它的处理功能主要有以下五点：

（1）图像二值化处理。图像二值化主要有两种功能，一种是固定阈值，另一种是双阈值二值化功能。图像二值化在处理过程中通常用成熟的二值化方式进行计算。确定好阈值的数值后，先用计算机可视化软件进行统计，再由用户通过经验来确定。

（2）图像可视化调整。在做计算机图像可视化调整时，先用对话框或者特性页面对需要处理的图像做可视化调整，调整过程中需要按照用户的要求调节明度与对比度。为了使图像的质量能够得到改善，还可以用灰度规范化处理与图像直方图生成这两个功能。

（3）平滑处理有三个功能模块，分别是3 ×3 均值、5 ×5 均值和3×3 中值，平滑处理主要是运用计算机内部来控制平滑部位的参数，可以有效减少平滑噪声对其他区域的影响。

（4）锐化处理。锐化处理包含很多微分算子，比如一次微分、Prewitt 算子等等。

（5）黑区域处理。黑区域处理是通过二值化算法来收缩图像膨胀、消除小区域等等。

1.3 线、面目标提取

该系统主要有三个模块功能：

（1）线条处理。线条处理主要包含不同算子的目标中心骨架提取。例如Hildreth 算子骨架提取、种子点中心骨架提取、短缺阈值连接等等。这些提取中只有种子点中心骨架提取是目标提取，其他都是全域线状目标提取。

（2）边缘提取。边缘是图像中每个目标的独特象征，在处理过程中因图像的复杂多变导致没有合适的算法，在处理时只能按照用户的相关经验来选择。图像可视化软件的提取算法有Sobel、Roberts Cross 等，在处理图像的提取结果时，可以用线条处理的方式对图像进行精修。

（3）面域提取。面域提取主要是针对灰度和结构平滑区域的外部做提取与跟踪。它的功能包括图像分割、区域轮廓提取等。提取跟踪后用混合Freeman 链码来存贮。

1.4 在线联机帮助

这项功能可以为用户提供可视化软件的操作方法与功能。用户可以通过联机帮助的相关内容，掌握图像处理的关键内容，再按照操作方法亲自实操，就能加深对图像处理的掌握。可视化软件的菜单中有很多功能介绍，用户可以根据自己的需要选择相应的帮助文件。

2 系统实现

2.1 文档管理的实现

计算机图像可视化软件有比较常用的文档管理功能。在建立VC 功能过程中，需要完成设置项的选择。

2.2 图像预处理功能实现

可视化软件有图像预处理功能，对可选的阈值做图像二值化、图像透明度与饱和度、图像直方图均衡等功能的处理。计算机图像的预处理功能具有很强的目的性。

2.3 目标特征提取功能实现

在遥感图像中具有目标线、面等特征，其中目标中层视觉上线、面特征是很重要的。因此，计算机图像处理中的两个特征得到大多数人的关注。在图像处理中，成像和空间条件比较复杂，如果想自动提取线、面特征并不是很容易，因此，可视化软件系统为线、面特征的提取带来了很多种方法。比如可以通过边缘算子，找出图像目标的边缘特征，根据特征做连接处理，从而得出完整的目标特征；在人与计算机的共同作用下，实现了人工选择种子点，从而可以提取并跟踪线的骨架与面的外部边缘。提取后，再用Freeman 链码处理线的特征，这样做可以存贮容量，方便做其他图像的处理。

2.4 在线联机帮助功能的建立

为了方便用户了解可视化软件，在建立在线联机功能时，必须先组织求助主题。所谓求助主题就是计算机文本与图形的结合，使文本与图形在一个求助框中显示出来。在求助主题中既有文本又有图形。它涵盖着文本与图像之外的特性，也就是标识特性与跳转特性。

求助主题在显示文本内容时， 主要用Word 文档来进行编辑，在编辑过程中也可以在文档中插入图形文件。在RTF 文件中有三类文件可以插入图形： （1）扩展名为.bmp 或.dib 的windows 位图文件。（2） 扩展名为.wmf 的windows 元文件。（3） 扩展名为.shg 的超图形文件。

3 结语

随着科技水平的日益提高，计算机图像处理可视化软件技术也在逐渐增强，可视化软件在设计上操作简单，便于理解。在计算机操作界面上，它可以把地形特征通过模型的方式直观的展现出来，还可以对没发生的产品外形与自然现象进行模拟，并将此功能逐渐扩大到军事方面，使计算机图像可视化软件充分发挥它应有的市场价值，把遥感技术更快的纳入计算机高新技术发展的轨道中。

【参考文献】

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