計算機圖像處理可視化軟件設計與實現

賴宏慧　王蓉

摘 要：隨著社會經濟的快速發展，計算機網路技術的的不斷進步，人們對信息網絡技術的要求越來越高，以往人與計算機間的單調的數字數據信息的溝通交流方式已不能滿足人們日益增長的需要，實現數據信息的圖像化及可視化成為當前的趨勢，通過對計算機圖像進行可視化處理，能夠極大的便于用戶理解并提升其工作效率，極大的推動計算機領域的快速發展。本文將就計算機圖像處理可視化軟件的設計進行詳細分析，并在此基礎上提出計算機圖像處理可視化軟件的功能實現情況。

關鍵詞：計算機；圖像處理；可視化軟件；設計與實現

隨著計算機網絡技術的不斷發展，圖像處理技術實現可視化成為可能，計算可視化概念提出于上世紀末，至今已取得了重大的發展和進步，在各個相關領域的應用中顯現出了良好的應用效果，目前仍在不斷研究中，其不僅有利于推動計算機領域的快速發展，還能推動與之有關的邊緣學科的快速發展，因此，圖像處理可視化的應用和研究有著深遠的意義。其圖像處理的可視化不僅能改變以往人與人交流互動過程中只能通過數字及語音等方式的簡單交流模式，還能實現人與人交流互動過程圖像化及可視化，從而使人與人間的交流更加形象生動，降低隔閡，提高交流的效率，此外，在科學研究領域，通過實現圖像處理的可視化，可以讓工作人員簡單明了的了解所發生的情況及課題的進展，而不用再去進行復雜的計算，從而極大的提升工作效率，為科學研究提供更加良好的環境[1]。下文將就計算機圖像處理可視化軟件的設計進行詳細分析，并在此基礎上提出計算機圖像處理可視化軟件的功能實現情況。

1 計算機圖像處理可視化軟件的設計

該軟件的設計主要的理論依據是軟件工程學有關理論知識，具體設計所需工具是VC高級語言編程軟件，該軟件所包含的主要模塊有以下幾個。

1.1 文檔管理

文檔管理又具有如下功能：一是文檔的打開功能，可以通過以視窗的形式顯現與集成系統相關的包括原始遙感圖像等在內的所有數據圖像等，不同形式的圖像都可以按照獨立文檔進行讀取；二是文檔存儲功能，可以通過轉換格式等存儲各種類型的圖像；三是文檔關閉功能，能夠對多個圖像實現同時關閉；四是近期文件功能，可以通過使用快捷鍵來打開所需圖像。

1.2 圖像預處理

該系統的作用是實現圖像的可視化且便于后續操作，其主要處理的圖像類型是各種遙感影像等，其功能主要有以下幾個方面：一是二值化處理功能，軟件首先通過統計給予用戶一個閾值初值，然后再根據用戶經驗來獲得準確閾值，閾值功能主要包括雙閾值和固定閾值兩種；二是可視化調整功能，該功能主要依據的工具是VC，其可有效地對圖像進行對比度及明度等的可視化調節，從而適應各種需求，該模塊的灰度規范處理等功能能夠很好的幫助圖像質量的改善；三是平滑處理功能，該功能為了降低平滑噪聲對其他部位的干擾，常通過進行相關參數的設置來實現控制；四是銳化處理功能，主要針對的是一次、二次微分及各種算子等；五是黑區域處理功能，該功能依據的是二值化處理，其主要包活小區域清除及相關特征點提取等功能；六是多波段假彩色合成功能，采用VC所具有的框架功能，實現假彩色的合成，并以彩色位圖形式呈現[2]。

1.3 線面目標提取

其功能主要有：一是線條處理功能，該功能除了種子點提取以為，其余都屬于全域線狀提取目標，其主要指的是算子目標，包括Deutch＼Rosenfield及Hildreth算子骨架提取等，此外還有單純線條處理矢量鏈碼存儲等；二是邊緣提取功能，該處理功能要根據圖像的實際情況并結合自身經驗進行處理，而不存在普遍的方法，該可視化軟件提取算法豬油有算子自動提取等，可以通過去毛刺的處理方法對提取結果進行優化處理；三是面域提取功能，其主要原理是依據灰度結構等，實現對連續區域的追蹤及獲取，其功能主要有圖像分割等。

此外，還有窗口管理及在線聯機模塊等，窗口管理模塊其主要功能有新建窗口、平滑漫游、圖像的大小的調整、有向鏡像及視窗的排列方式及關閉順序等；兩季幫助模塊能夠幫助用戶掌握正確的軟件操作方法，指導用戶進行圖像處理的可視化操作。

2 計算機圖像處理軟件的功能實現

2.1 文檔管理功能實現

該軟件具備其他商業軟件所具備的文檔管理功能，其可以借助VC在新建一個工程時，通過選擇相關的設置項目達到對文檔管理功能的實現。

2.2 實現圖像的預處理

該軟件擁有極強的針對性實現對圖像的各種處理，其依據的原理是在圖像的二值化處理方面通過對閾值的選擇實現，在對圖像的飽和度、對比度及明度的調節方面，可以通過模式對話框的形式來實現，此外，還有其他許多圖像預處理功能，如多中波段的彩色合成功能，均衡圖像直方圖功能以及使圖像中值平滑等功能。

2.3 實現目標特征提取

該軟件有效的達成了目標特征提取相關方面的功能，線面特征作為一種目標特征的提取內容之一，其既可以實現有效的目標中層視覺等相關方面的描述，又是其主要的組成內容之一，而目標線面的存在載體，主要有遙感圖像等，遙感圖像中擁有大量的目標相面，因而對于圖像處理領域來說，提取目標線面的相關特征一直以來都是該領域的主要研究焦點。與此同時，該軟件具備了在線面相關特征提取等方面的大量算法及模式，因而有效解決了因成像條件及相關空間條件較為繁雜所導致的難以有效對線面特征進行提取的難題，其通過采用邊緣算子，依次進行目標相關邊緣特性的有效獲取，目標間的連接處理以及完成前兩步后進行統籌實現目標特征的完整性。在人機協調工作的基礎上，對種子點進行手動選取，然后再進行線面目標的相關骨架的獲取，以及對面域的外部輪廓進行獲取等，實現跟蹤提取后，為了有效降低存儲量，以方便實現其他方面的高效處理，可以對線面目標實施特征化，其主要采用的工具是Freeman鏈碼。

2.4 實現在線聯機幫助

要想有效的建立軟件的幫助功能并使其功能得以高效實現，最為重要的的一項工作是求助主題的合理建立，求助主體在結構和內容上可以是由圖形和文本內容共同組成，即圖形和文本的綜合體，其顯示形式就是我們在求助框中經常可以看到的一個帶有文字及圖像的窗口頁面，其可以同時擁有多個文本和多個圖形，同時求助主題還擁有與其外觀不同的特征，分別是跳轉和標識特性。對于求助主題所呈現出來的內容，可以根據實際需要進行編輯，其原理同使用WORD軟件進行相關文本編輯方式一樣，可以通過輸入的方式加入所需要的文字內容等，此外，如果需要相關圖像配合文本內容，也可以通過文件插入的方式插入到主體頁面中去。對于RTF文件其可以兼容以下幾種類型的圖形文件：一是Windows元文件中的擴展名是wmf的文件；二是超圖形文件中的擴展名為shg的文件；三是Windows位圖文件中的擴展名是dib和bmp的文件[3]。

3 結語

由上可知，計算機圖像處理可視化技術的實現能夠有效的加強人們對計算機處理結果的理解，通過將計算機數據數字等信息用圖像的形式顯現出來，不僅可以增加界面的美感，還能強化用戶對計算機計算結果的有效理解，從而提升工作效率，計算機圖像處理可視化技術能夠應用多個領域中，如地形地貌的反映及自然現象的模擬過程中，相信其在不久的將來將會在更多領域被廣泛應用，并發揮優異效果，因此，加大對計算機圖像處理軟件的設計及其功能實現的研究力度，不僅在計算機技術發展上，還在其他相關領域發展中起到重要的推動作用。

參考文獻

[1]秦志遠，張占睦，莫華.計算機圖像處理可視化軟件設計與實現[J].測繪學院學報，2011，01：（33）：35-43.

[2]曹琰.基于VC++與OpenGL的天線方向圖可視化軟件的設計與實現[D].電子科技大學，2013.