基于VC++的图像的几何变换的实现毕业设计.doc

目 录摘要 1Abstract 20 文献综述 30.1本文的研究背景 30.2 国内外图像几何变换的研究现状 31 引言 51.1数字图像概述 51.1.1数字图像 51.1.2数字图像处理 51.2数字图像处理的特点及目的 61.2.1数字图像处理的特点 61.2.2数字图像处理的目的 71.3开发语言的选择 72 数字图像处理的简介 82.1什么是数字图像 82.2数字图像的显示 82.3数字图像的分类 83 VC++的图像处理简介 103.1位图文件及其C++操作 103.1.1 设备无关位图 103.1.2 BMP图像文件数据结构 103.2 CImg类 144 图像的几何变换 154.1解决几何变换的一般思路 154.2图像平移 164.2.1图像平移的变换公式 164.2.2图像平移的Visual C++实现 174.3图像镜像 194.3.1图像镜像的变换公式 194.3.2图像镜像的Visual C++实现 194.4图像转置 214.4.1图像转置的变换公式 214.4.2图像转置的Visual C++实现 224.5图像缩放 234.5.1图像缩放的变换公式 234.5.2图像缩放的Visual C++实现 244.6图像旋转 254.6.1图像旋转的变换公式 254.6.2图像旋转的Visual C++实现 255 结论 26参考文献 28致谢 29 基于VC++的图像的几何变换的实现摘要：几何变换是最常见的图像处理手段，通过对变形的图像进行几何校正，可以得出准确的图像。

常用的几何变换功能包括图像的平移、图像的镜像变换、图像的转置、图像的缩放、图像的旋转等等目前数字图像处理的应用越来越广泛，已经渗透到工业、航空航天、军事等各个领域，在国民经济中发挥越来越大的作用作为数字图像处理的一个重要部分，本文介绍的是如何用Visual C++编程工具设计一个完整的应用程序，实现经典的图像几何变换功能程序大概分为两大部分：读写BMP图像，和数字图像的几何变换即首先用Visual C++创建一个多文档应用程序框架，在实现任意BMP图像的读写，打印，以及剪贴板操作的基础上，完成经典的图像几何变换功能程序已在VC++ 6.0下运行通过关键词：图像处理；几何变换；BMP图像；Visual C++The Implementation Of Geometrical Transformation Based on VC++Abstract：The geometrical transformation is the most popular image processing method. We can get an exact image from a distorted image through the geometrical emendation. The transforming methods in common use including translation, mirror, rotation, or transpose an image. Since the domain of digital image processing application has becoming wider and wider, it penetrates into many fields. Such as industry, aviation, military, and has become much more important in every aspects of our life.Being an important part of digital image processing, the work introduced in this article is about how to design an integrated application program using Visual C++ to implement the classic geometrical transformation. The program can be divided into two parts: read or write a BMP image, and the geometrical transformation for it. So I designed a multiple document interface first, on the basic of read, write, print, and the clipboard operation of an image, then carry out the function of geometrical transformation finally.Key Words：Image processing; Geometrical transformation; BMP image; Visual C++0 文献综述0.1本文的研究背景当今社会是信息社会，各种媒体交互存在，而图像在其中又占据了重要的地位。

图像具有包容信息量大、直观、容易理解以及吸引人注意力等优点，是人们感知外部世界的最主要的载体，人们的生活和工作已经离不开图像图像有模拟图像和数字图像之分[1]模拟图像一般用摄像机、传统的照相机等获取，模拟图像大多可以用一个连续函数来描述，所以模拟图像处理也称为“连续图像处理”，其处理过程主要借助于光学、化学等技术方法和相应的设备，对图像进行加工和处理例如在暗房中对底片进行变形矫正、放大、遮拦、着色、虚化、浮雕化、剪裁等模拟图像处理精度较差，处理方式不够灵活，处理时间过长数字图像是用二进制来表示图像的，是离散的数据集，可以通过数码相机等数字设备来获取数字图像处理对象是数字图像，是由一组具有颜色、亮度等被称为像素的点组成的集合[2]数字图像的特点决定了数字图像处理的灵活性，并且以其强大的功能成为当今图像处理技术的主流由于以前获取的大部分都是模拟图像，如果想把这些模拟图像转化为数字图像，并用现在先进的数字图像处理技术进行处理，可以通过模数转化器（ADC）将模拟图像信号转换为数字图像信号存储到计算机中进行各种处理和显示，这称为模拟图像数字化，例如可以通过扫描仪把普通照片数字化并存储到计算机中通过模拟数字化可以将以前宝贵的模拟图像转化为数字图像，这样就可以利用现在多样的数字图像处理技术进行处理，避免了资源的浪费。

数字图像处理技术研究内容很多，包括以下几个方面：图像变换、图像编码压缩、图像增强和复原、图像分割、图像描述、图像识别等数字图像处理具有再现性好、处理精度高、适用面广、灵活性高、成本低等优点数字图像的应用领域涉及到人类生活的方方面面，例如航天和航空领域、生物医学领域、通信工程、工业和工程、军事与安全、文化艺术等0.2 国内外图像几何变换的研究现状我们在处理图像时往往会遇到需要对图像进行几何变换的一些问题图像的几何变换时图像处理和图像分析的基础内容之一，它不仅提供了产生某些图像的可能，而且还可以使图像处理和分析的程序简单化，特别是图像具有一定的规律性时，一个图像可以由另一个图像通过几何变换来实现所以，为了提高图像处理和分析程序设计的速度和质量，开拓图像程序应用范围的新领域，对图像进行几何变换是十分必要的图像的几何变换不改变图像的像素值，而是改变像素所在的几何位置[3]从变换的性质分，图像的几何变换有图像的位置变换（平移、镜像、旋转）、图像的形状变换（放大、缩小、错切）等基本变换以及图像的复合变换等其中使用最频繁的是图像的缩放和旋转，不论照片、图画、书报，还是医学X光和卫星遥感图像都会用到这两项技术。

在图像几何变换中的平移、转置、镜像操作变换中，输出图像的每一个像素点在输入图像中都有一个具体的像素点与之对应但是，在缩放操作中，输出图像像素点坐标可能对应于输入图像上几个像素点之间的位置，这个时候就需要通过灰度差值处理来计算出该输出点的灰度值图像差值是图像超分辨处理的重要环节，不同的插值算法有不同的精度，插值算法的好坏也直接影响到图像的失真程度数字图像放大的方法多种多样，常用的有Dube、COK、bilinear、bicubie、KR和NEDI等等，KR、NRDI和Dube算法虽然放大效果优秀，但是算法复杂度高，很难在实时应用中使用，COV和bilinear等算法虽然较为简单，但是效果差，难以满足要求所以，如何在保证一定的放大效果的情况下降低图像放大算法的复杂度，使之在实时应用中得到使用，是数字图像处理领域的一个研究目标1 引言1.1数字图像概述1.1.1数字图像用计算机进行图像处理的前提是图像必须以数字格式存储，我们把以数字格式存放的图像称之为数字图像常见的各种照片、图片、海报、广告画等均属模拟图像，要将模拟图像数字化后生成数字图像，需要利用数字化设备目前，将模拟图像数字化的主要设备是扫描仪，将视频画面数字化的设备有图像采集卡。

当然，也可以利用数码照相机直接拍摄以数字格式存放的数字图像模拟图像经扫描仪进行数字化或由数码相机拍摄的自然景物图像，在计算机中均是以数字格式存储的既然是数字，计算机当然可以方便地进行各种处理，以达到视觉效果和特殊效果在计算机中，图像被分割成如下所示的像素（Pixel），各像素的灰度值用整数表示一幅个像素的数字图像，其像素灰度值可以用行、列的矩阵表示：1.1.2数字图像处理数字计算机最擅长的莫过于处理各种数据，数字化的图像可以看成是存储在计算机中的有序数据，当然可以通过计算机对数字图像进行处理我们把利用计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等的理论、方法、和技术称为数字图像处理（Digital Image Processing）一般，图像处理是用计算机和实时硬件实现的，因此也称为计算机图像处理（Computer Digital Image Processing）在日常生活中，图像处理已经得到广泛应用例如，电脑人像艺术，电视中的特殊效果，自动售货机钞票的识别，邮政编码的自动识别和利用指纹、虹膜、面部等特征的身份识别等在医学领域，很早以前就采用X射线透视、显微镜照片等来诊断疾病。

现在，计算机图像处理已成为疾病诊断的重要手段，用一般摄影方法不能获取的身体内部的状况，也能由特殊的图像处理装置获取，最具代表性的就是X射线CT（Computerized Tomograph）数字图像处理的产生和迅速发展主要受如下三个方面的影响一是计算机的发展早期的计算机无论在计算速度或存储容量方面，难于满足对庞大图像数据进行实时处理的要求随着计算机硬件技术及数字化技术的发展，计算机、内存及外围设备的价格急剧下降，而其性能却有了大幅度提高过去只能用大型计算机完成的庞大处理，现在，在个人计算机上也能够轻而易举地实现二是数学的发展，特别是离散数学理论的创立和完善，为数字图像处理奠定了理论基础三是军事、医学和工业等方面应用需求的不断增长自20世纪20年代以来，图像处理首次应用于改善伦敦和纽约之间海底电缆发送的图片质量以来，经过几十年的研究与发展，数字图像处理的理论和方法进一步完善，应用范围更加广阔，已经成为一门新兴的学科，并在向更高级的方向发展如在景物理解和计算机视觉。