計算機圖像處理可視化軟件設計與實現

摘 要：對計算機圖像的可視化處理，可以讓人們更為容易的理解復雜度高、深奧難懂的圖像處理技術，從而提高對圖像處理的能力。本文首先介紹了可視化技術的概念，并在計算機圖像理論和算法的基礎上，具體闡述了對可視化軟件的設計與實現。

關鍵詞：計算機；圖像處理；可視化軟件

隨著計算機技術的快速發展，計算機圖像處理被廣泛的應用到各個領域，對圖像處理的算法研究也越來越多[ 1 ]。在不同的場合和環境下，圖像處理可能需要用到一個或是多個算法同時運行，但若每一次圖像處理都需要設計人員重新編寫程序，將會浪費大量的人力和財力資源，并且降低了工作效率。因此，可視化技術在圖像處理中的使用，讓圖像計算的結果通過圖像的方式更直接的顯示出來，讓人們能夠直觀的觀察到傳統的科學計算是如何運行的[ 2 ]。因此，計算機圖像處理的可視化將復雜的原理以及規律簡單明了化，從根本上提高了科學計算的速度和處理效率。

一、可視化技術概述

可視化是一種在屏幕上通過圖形圖像處理技術，將數據轉為圖像的手段。它是集計算機圖形圖像處理、計算機視覺、輔助設計等多個計算機領域的綜合技術。可視化技術主要可視化的編程，可視化技術將軟件開發過程中的所有操作用計算機圖標表示，這樣設計人員可以直接點擊圖標就能完成相應的數據處理，極大的減輕了工作量[ 3 ]。

二、計算機圖像處理可視化軟件設計

在進行計算圖像處理可視化軟件的設計時，根據計算機軟件工程和面向對象的程序設計規則的要求，采用可視化程度相對較高的VC++語言進行編程，編寫相互獨立的類以及功能代碼。下面進行詳細介紹。

（一）文檔管理

計算機圖像處理可視化軟件設計中的文檔管理需要具備如下四個功能：文檔打開，能夠打開計算機系統中相關的所有類型數據源，以獨立文檔的形式打開圖像，并確保不會因為圖像格式的不同而導致集合問題；文檔存貯，必須經過相應的圖像結構或格式轉換后再存貯文檔；文檔關閉，能夠同時關閉多個圖像程序；近期文檔，能夠方便快捷的對圖像文件進行操作。

（二）圖像預處理

圖像預處理主要是針對各種遙感影像進行預處理，處理后的圖像便于后續的研究，具體步驟如下：1）首先對遙感影像進行二值化處理，關鍵是雙閾值二值化和固定閾值。確定閾值后，用計算機可視化軟件對處理數據進行統計，再由用戶根據其經驗來判斷。2）對圖像可視化的調整，根據用戶所要求的對比度與明度，利用VC++的對話框或是特性界面對需要進行處理的圖像做可視化調整。同時采用灰度規范、圖像直方圖和生成直方圖來提高圖片的處理質量。3）平滑處理，包含三部分：5×5均值模塊、3×3均值模塊以及3×3中值模塊。平滑處理通過控制平滑部位參數來減少平滑噪聲對其他區域帶來的影響。4）銳化處理。采用微分或算子增強圖像邊緣跳變部分，讓圖像變得清晰。5）黑區處理。通過二值處理算法對圖像進行收縮膨脹，對區域標記和小區域的消除。

（三）線面目標提取

線面目標提取主要包含面域提取、邊緣提取和線條處理三個模塊。其中，面域提取是為了對連續外部輪廓的結構和灰度等進行跟蹤與處理；邊緣提取是按照用戶的經驗來選擇圖片，然后用可視化軟件提取的結果進行處理，最后用線條處理對圖片進行修正；線條處理，采用算子等方法提取目標中心骨架。

（四）在線聯機幫助

在線聯機幫助主要是為用戶提供與可視化軟件操作的步驟和功能算法介紹，并通過連接訪問閱讀獲取相關的信息資源，從而幫助用戶更好更快的了解到圖像處理中的關鍵內容，并能夠對這些內容進行操作，從而加深用戶對圖像處理的掌握與熟練程度。

三、計算機圖像處理可視化軟件實現

（一）文檔管理的實現

計算機圖像處理可視化軟件中提供了較為常用的文檔管理功能，在利用VC++進行編程設計時，需要選擇設置項。

（二）圖像預處理的實現

計算機圖像處理可視化軟件中提供了圖像預處理功能，能對選擇的閾值做二值化處理，并通過對話框調整圖像的明度與飽和度。計算機圖像預處理的功能并且目的性強。

（三）線面目標提取的實現

線面目標的提取在計算機圖像處理領域研究中得到了廣泛的關注。在圖像處理過程中，受到成像和空間條件復雜性的影響，想要自動并完整的提取線面目標是比較困難的。因此，計算機圖像處理可視化軟件中提供了提取線面目標的功能，里面包含多種方法和途徑，比如首先可以利用邊緣算子找出目標的邊緣特性，根據邊緣特性做連接處理，從而得到了完整的目標特征。

（四）在線聯機幫助的實現

為了方便用戶能夠更好的了解計算機圖像處理可視化軟件，為了實現在線聯機的幫助，首先必須要利用文本和圖形相互結合組織求助主題，并在求助框中顯示。求助主題不管是采用文本形式還是圖形的形式，它涵蓋了跳轉特性和標識特性兩個外觀特性。在求助時可以利用word編輯文本編程或是插入圖形文件。如，能在RTF文中插入的文件類型有：具有擴展名.bmp或lib的Windows位圖文件；具有擴展名為.wmf的windows元文件；具有擴展名.shg的超圖形文件。

四、結論

隨著可視化技術的廣泛應用，基于可視化的計算機圖像處理技術不僅能夠直觀的展現出地形地貌特征以及植物特征，也能夠將自然現象、物理過程或是產品外形模擬出來，擁有此功能的可視化軟件具有很大的市場應用前景。

參考文獻：

[1] 閆曉明.解析計算機圖像處理可視化軟件設計與實現[J].電子制作， 2016（4）.

[2] 田蓉.關于計算機圖形圖像處理課程教學方法的點滴思考[J].成才之路，2011（32）.

[3] 呂敏，沙莎.可視化編程數字圖像處理平臺的界面設計與實現[J].計算機統應用， 2010（9）.

作者簡介：

李萍華（1980-） 女，漢族，江西九江人，本科，工學學士，畢業于昆明理工大學。助教，研究方向：計算機科學與技術。