基于vc的图像的几何变换的实现毕业设计

基于vc的图像的几何变换的实现毕业设计内容摘要：

要，因此选择合适的语言进行算法的描述显得尤为重要。 本文选择 Visual C++，其主要优势在于以下三个方面： （ 1）执行效率高。 C++的执行代码经过编译后生成的是汇编语言，它可以直接在处理器上运行，因此它的执行效率较高。 （ 2）较高的灵活度。 指针是 C++的一种特殊的数据类型，能够获取和直接操纵地址，实现动态存储分配内存。 掌握指针就能更有效地使用内存空间， C++中指 8 针的使用，很大幅度上提高了编程的灵活度。 （ 3）提高了内存使用效率。 对于图形图像数据的处理而言，大量信息的图像数据处理需要占用较大的内存，而计算机内存是有限的。 在相对有限的内存空间，必须更有效的使用才能比较好地完成数 据处理运算。 由于 C++语言支持对内存的直接分配和释放，提高了内存的使用效率，也大大提高了图像处理效率。 2 数字图像处理的简介 什么是数字图像 简单地说，数字图像就是能够在计算机上显示和处理的图像，根据其特性可以分为两大类 —— 位图和矢量图。 位图通常使用数字阵列来表示，常见格式有 BMP、JPG、 GIF 等；矢量图由矢量数据库表示。 我们接触的最多的就是 PNG 图形。 我们可以将一幅图像视为一个二维函数 f（ x， y），其中 x 和 y 是空间坐标，而在 xy 平面中的任意一对空间坐标（ x， y）上的幅值 f 称为该点图像的灰度 、亮度或强度。 此时，如果 f、 x、 y 均为非负有限离散，则称该图像为数字图像（位图）。 一个大小为 M N 的数字图像是由 M 行 N 列的有限元素组成的，每个元素都有特定的位置和幅值，代表了其所在行列位置上的图像物理信息，如灰度和色彩等。 这些元素称为图像元素或像素。 数字图像的显示 不论是 CRT 显示器还是 LCD 显示器，都是由许多点构成的，显示图像时这些点对应图像的像素，显示器被称为位映像设备。 所谓位映像，就是一个二维的像素矩阵，而位图则采用位映像方法显示和存储的图像。 当一幅数字图像被放大后就可以明显看出图像是由很多 方格形状的像素构成的。 数字图像的分类 根据每个像素所代表信息的不同，可将图像分为二值图像、灰度图像、 RGB 图像以及索引图像等。 （ 1）二值图像 每个像素只有黑、白两种颜色的图像称为二值图像。 在二值图像中，像素只有0和 1两种取值，一般用 0来表示黑色，用 1表示白色。 9 （ 2）灰度图像 在二值图像中进一步加入许多介于黑色和白色之间的颜色深度，就构成了 灰度图像。 这类图像通常显示为从最暗黑色到最亮的白色的灰度，每种灰度（颜色深度）成为一个灰度级，通常用 L 表示。 在灰度图像中，像素可以取 0~L— 1 之间的整数值，根 据保存灰度数值所使用的数据类型的不同，可能有 256种取值或者 k2种取值，当 k=1 时即退化为二值图像。 （ 3） RGB 图像 众所周知，自然界中几乎所有颜色都可以由红（ Red， R） 、绿（ Green， G） 、蓝（ Blue， B） 3 种颜色组合而成，通常称它们为 RGB 三原色。 计算机显示彩色图像时采用最多的就是 RGB 模型。 对于每个像素，通过控制 R、 G、 B 三原色的合成比例则可决定该像素的最终显示颜色。 对于三原色 RGB 中的每一种颜色，可以像灰度图那 样使用 L 个等级来表示含有这种颜色成分的多少。 例如对于含有 256 个等级的红色， 0 表示不含红色成分，255表示含有 100%的红色成分。 同样绿色和蓝色也可以划分为 256 个等级。 这样每种原色可以用 8位二进制数据表示，于是 3 原色总共需要 24 位二进制数，这样能够表示出的颜色种类数目为 256 256 256=242 ，大约有 1600 万种，已经远远超过普通人所能分辨出的颜色数目。 未经压缩的原始 BMP 文件就是使用 RGB 标准给出的 3 个数值来存储图像数 据的，称为 RGB 图像。 在 RGB 图像中每个像素都是用 24 位二进制数表示，故也称为 24 位真色彩图像。 （ 4）索引图像 如果对每个像素都直接使用 24位二进制数表示，图像文件的体积将变得十分庞大。 举个例子，对一个长、宽各为 200 像素，颜色数为 16 的彩色图像，每个像素都用 RGB 3 个分量表示，这样每个像素由 3 个字节表示，整个图像就是200 200 3=120kB。 这种完全未经压缩的表达方式，浪费了大量的存储空间，下面介绍一种更节省空间的存储方式：索引图像。 同样还是 200 像素 200 像素的 16 色图像，由于这张图片中最 多只有 16 种颜色，那么可以使用一张颜色表 (16 3的二维数组 )保存这 16种颜色对应的 RGB 值， 10 在表示图像的矩阵中使用这 16种颜色在颜色表中的索引（偏移量 ） 作为数据写入相应的行列位置。 3 VC++的图像处理简介 位图文件及其 C++操 作 Windows 操作系统中使用最多的图形文件格式就是位图格式，最常见的位图文件的扩展名为 BMP。 BMP 是英文 Bitmap（位图）的简写，这种格式的特点是包含的图像信息较丰富，几乎不进行压缩，因此占用的磁盘空间较大。 设备无关位图 以后的 BMP 位图文件格式与显示设备无关，因此把这种 BMP 位图文件称为设备无关位图（ device independent bitmap， DIB）。 DIB 自带颜色信息，因此调色板管理非常简单。 现在，任何 Windows 操作系统的计算机都能够显示和处理 DIB，它通常以 BMP 文件的形式被把保存在磁盘中。 BMP 图像文件数据结构 典型的 BMP 图像文件由以下 4 部分组成，如图 所示。 （ 1）位图文件头数据结构 BITMAPFILEHEADER,包含 BMP 图像文件的类型、显示内容等信息。 （ 2）位图信息头数据结构 BITMAPINFOHEADER，包含有 BMP 图像的宽、高、压缩方法以及定义颜色等信息。 （ 3）调色板，即颜色索引表。 （ 4）实际的位图数据。 1．位图文件 BITMAPFILEHEADER 结构 位图文件头 BITMAPFILEHEADER 的定义可以再 MFC Library 中找到，这部分文件头包含了文件的类型、大小以及设备无关位图的图像文件布局。 11 单色 D IB 有 2 个表项 16 色 D IB 有 16 个表项或更少 256 色 D IB 有 256 个表项或更少 真彩色 D IB 没有调色板 每个表项长度为 4 字节（ 32 位） 像素按照每行每列的顺序排列 每一行的字节数必须是 4 的整数倍 b i S i z e b i W i d t h b i H e i g h t b i P l a n e s b i Bit Co u n t b i Co m p re s s i o n b i S i z e Im a g e b i X P e l s P e rM e t e r b i Y P e l s P e rM e t e r b i ClrU s e d b i ClrIm p o rta n t b f T y p e = ” BM ” b f S i z e b f Re s e rv e d 1 b f Re s e rv e d 2 b f O f f Bit s BI TM A PF I LE H EA D ER 位图文件头 （只用于 BM P 文件） BI TM A PI N FO H EA D ER 位图信息头 Pa l e tt e 调色板 D I B Pi x e l s D I B 图像数据 图 BMP文件的组成 the position of BMP file BITMAPFILEHEADER 结构体长度固定，为 14 字节，其定义和描述如下： typedef struct tagBITMAPFILEHEADER{ WORD bfType。 DWORD bfSize。 WORD bfReserved1。 WORD bfReserved2。 DWORD bfOffBits。 }BITMAPFILEHEADER, *PBITMAPFILEHEADER； 各个域的说明如下： 12 bfType：指定 文件类型，必须是 0x424D，即字符串“ BM”，也就是说所有“ .bmp”文件的头两个字节都是“ BM”。 bfSize：指定文件大小，包括这 14 个字。 bfReserved1， bfReserved2：为保留字，不用考虑。 bfOffBits：为从文件头到实际的位图数据的偏移字节数，即下图中前三个部分的和。 2．位图信息头 BITMAPINFOHEADER 结构 BITMAPINFOHEADER 结构体包含了设备无关位图关于颜色维度和色彩格式的信息，其定义和描述如下： typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{ DWORD biSize； LONG biWidth； LONG biHeight； WORD biPlanes； WORD biBitCount； DWORD biCompression； DWORD biSizeImage； LONG biXPelsPerMeter； LONG biYPelsPerMeter； DWORD biClrUsed； DWORD biClrImportant； }BITMAPINFOHEADER， *PBITMAPINFOHEADER 该结构的长度也是固定的，为 40 个字节。 各个域的说明如下： biSize：指定这个结构的长度，为 40字节。 biWidth：指定图像的宽度，单位是像素。 biHeight：指定图像的高度，单位是像素。 biPlanes：必须是 1，不用考虑。 biBitCount：指定表示颜色时要用到的位数，常用的值为 1（黑白二色图）、 4（ 16 13 色图）、 8（ 256 色）、 24（真彩色），新的“ .bmp”格式支持 32 位色，这里就不做讨论了。 biCompression：指定位图是否压缩，有效的值为 BIRGB， BIRLE8， BIRLE4，BIBITFIELDS（都是 Windows 定义好的常量）。 要说明的是， Windows 位图可以采用 RLE4 和 RLE8 的压缩格式，但用的不多。 今后所讨论的只有第一种不压缩的情况，即 biCompression 为 BIRGB 的情况。 biSizeImage：指定实际的位图数据占用的字节数。 biXPelsPerMeter：指定目标设备的水平分辨率，单位是像素 /米。 biYPelsPerMeter：指定目标设备的垂直分辨率，单位 是像素 /米。 biClrUsed：指定本图像实际用到的颜色数，如果该项为 0，则用到的颜色数为2的 biCompression 次幂。 biClrImportant：指定本图像中重要的颜色数，如果该值为 0，则认为所有的颜色都是重要的。 3．调色板结构 有些位图需要调色板，有些位图，如真彩色图，不需要调色板，它们的BITMAPINFOHEADER 后面直接是位图数据。 调色板实际上是一个数组，共有 biClrUsed 个元素（如果该值为 0，则有 2 的biBitCount 次幂个元素）。 数组中每个元素的类型是一个 RGBQUAD 结构，占 4 个字节，其定义如下： typedef struct tagRGBQUAD BYTE rgbBlue。 BYTE rgbGreen。 BYTE rgbRed。