計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)

前言：隨著計(jì)算機(jī)軟件、硬件技術(shù)的日新月異的發(fā)展和普及，人類已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展的信息化時(shí)代，人類大概有80%的信息來自圖像，科學(xué)研究、技術(shù)應(yīng)用中圖像處理技術(shù)越來越成為不可缺少的手段。圖像處理所涉及的領(lǐng)域有軍事應(yīng)用、醫(yī)學(xué)診斷、工業(yè)監(jiān)控、物體的自動(dòng)分檢識(shí)別系統(tǒng)等等，這些系統(tǒng)無不需要計(jì)算機(jī)提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，效果逼真的圖像。
　　基于圖像采集卡的視頻圖像處理系統(tǒng)

　　計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)從系統(tǒng)層次上可分為高、中、低檔三個(gè)層次，目前一般比較普及的是低檔次的系統(tǒng)，該系統(tǒng)由CCD（攝像頭）、圖像采集卡、計(jì)算機(jī)三個(gè)部分組成，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用方便，效果也比較不錯(cuò)，得到的圖像較清晰。目前網(wǎng)上基于VC開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的文章不少，可是關(guān)于如何在VC開發(fā)平臺(tái)上使用圖像采集卡的文章確沒發(fā)現(xiàn)，筆者針對(duì)在科研開發(fā)中積累的使用圖像采集卡經(jīng)驗(yàn)，介紹如何自己是如何將采集卡集成到圖像開發(fā)系統(tǒng)中，希望能夠給目前正需要利用圖像采集卡開發(fā)自己的圖像處理系統(tǒng)的朋友有所幫助。

　　使用的攝像機(jī)采用臺(tái)灣BENTECH INDUSTRIAL 有限公司生產(chǎn)的CV-155L黑白攝像機(jī)。該攝像機(jī)分辨率為752x582。圖象采集卡我們采用北京中科院科技嘉公司開發(fā)的基于PCI 總線的CA-MPE 1000 黑白圖象采集卡。使用圖像采集卡分三步，首先安裝采集卡的驅(qū)動(dòng)程序，并將虛擬驅(qū)動(dòng)文件VxD.vxd拷貝到Windows的SYSTEM目錄下；這時(shí)候就可以進(jìn)入開發(fā)狀態(tài)了，進(jìn)入VC開發(fā)平臺(tái)，生成新的項(xiàng)目，由于生產(chǎn)廠家為圖像采集卡提供了以mpew32.dll、mpew32.lib命名的庫(kù)文件，庫(kù)中提供了初始硬件、采集圖像等函數(shù)，為使用這些函數(shù)，在新項(xiàng)目上連接該動(dòng)態(tài)庫(kù)；最后一步就是采集圖像并顯示處理了，這一步要設(shè)置系統(tǒng)調(diào)色板，因?yàn)椴杉ㄌ峁┑氖锹銏D形式，既純圖像數(shù)據(jù)，沒有圖像的規(guī)格和調(diào)色板信息，這些需要開發(fā)者自己規(guī)定實(shí)現(xiàn)，下面是實(shí)現(xiàn)的部分代碼：

CTestView::CTestView()
{

W32_Init_MPE1000();//初始化采集卡
W32_Modify_Contrast(50);//下面的函數(shù)是為了對(duì)采集卡進(jìn)行預(yù)設(shè)置
W32_Modify_Brightness(45);//設(shè)置亮度
W32_Set_HP_Value(945);//設(shè)置水平采集點(diǎn)數(shù)
wCurrent_Frame = 1;//當(dāng)前幀為1，獲取的圖像就是從這幀取得的
// 設(shè)置采集信號(hào)源，僅對(duì)MPE1000有效
W32_Set_Input_Source(1);
W32_CACardParam(AD_SETHPFREQ,hpGrabFreq);
W32_Set_PAL_Range(1250, 1024);//設(shè)置水平采集范圍
W32_Set_VGA_Mode ( 1 );
wGrabWinX1 = 0; // 采集窗口的左上角的坐標(biāo)
wGrabWinY1 = 0;
firstTime=TRUE;
bGrabMode = FRAME;
bZipMode = ZIPPLE;

/
lpDib=NULL;//存放獲取的圖像數(shù)據(jù)

}

CTestView::~CTestView()
{
W32_Close_MPE1000();//關(guān)閉采集卡
}
////顯示采集的圖象，雙擊鼠標(biāo)采集停止
void CTestView::OnGraboneframe()
{
// TODO: Add your command handler code here
wCurrent_Frame = 1;
// 設(shè)置采集目標(biāo)為內(nèi)存
W32_CACardParam (AD_SETGRABDEST, CA_GRABMEM);
// 啟動(dòng)采集
if (lpDib != NULL)
{
GlobalUnlock( hglbDIB );
GlobalFree( hglbDIB );
}
// 分配內(nèi)存
hglbDIB=GlobalAlloc(GHND, (DWORD)wImgWidth*(DWORD)wImgHeight );
lpDib = (BYTE *)GlobalLock( hglbDIB );
hdc = GetDC()->GetSafeHdc( ) ;
if(lpDib != NULL)
{
cxDib = wImgWidth;
cyDib = wImgHeight;
SetLogicPal( hdc, cxDib, cyDib, 8 );

SetStretchBltMode (hdc, COLORONCOLOR) ;

bGrabMark = TRUE;

while (bGrabMark == TRUE)
{
if(msg.message==WM_LBUTTONDBLCLK)
bGrabMark = FALSE;

W32_ReadXMS2Buf (wCurrent_Frame,lpDib) ;
SetDIBitsToDevice (hdc, 0, 0, cxDib, cyDib, 0, 0,
0, cyDib, (LPSTR) lpDib,
bmi,
DIB_RGB_COLORS) ;
}
// 停止采集
W32_CAStopCapture();
::ReleaseDC( GetSafeHwnd(), hdc );
return ;
}
////將下面這個(gè)函數(shù)添加在視圖類的CTestView::OnSize（）函數(shù)中，就可以對(duì)系統(tǒng)的調(diào)色板進(jìn)行設(shè)置。
void WINAPI InitLogicPal( HDC hdc , short width, short height, WORD bitCount )
{
int j, i;
short cxDib, cyDib;
LOGPALETTE * pLogPal;

j=256 ;

if ((pLogPal=(LOGPALETTE *)malloc(sizeof(LOGPALETTE) + (j*sizeof(PALETTEENTRY)))) == NULL)
return ;

pLogPal->palVersion=0x300;
pLogPal->palNumEntries=j;

for (i=0;i pLogPal->palPalEntry[i].peRed = i ;
pLogPal->palPalEntry[i].peGreen = i ;
pLogPal->palPalEntry[i].peBlue = i ;
pLogPal->palPalEntry[i].peFlags = 0;
}

hPal = ::CreatePalette(pLogPal);
delete pLogPal;
::SelectPalette(hdc,hPal,0);
::RealizePalette(hdc);

cxDib = width; cyDib = height;

if ( (bmi = (BITMAPINFO *)malloc(sizeof(BITMAPINFOHEADER) + j*sizeof(RGBQUAD))) == NULL )
return ;
//bmi為全局變量，用于顯示圖像時(shí)用
bmi->bmiHeader.biSize = 40;
bmi->bmiHeader.biWidth = cxDib;
bmi->bmiHeader.biHeight = cyDib;
bmi->bmiHeader.biPlanes = 1 ;

bmi->bmiHeader.biBitCount = bitCount ;

bmi->bmiHeader.biCompression = 0 ;
bmi->bmiHeader.biSizeImage = 0 ;
bmi->bmiHeader.biXPelsPerMeter = 0;
bmi->bmiHeader.biYPelsPerMeter = 0;
bmi->bmiHeader.biClrUsed = 0;
bmi->bmiHeader.biClrImportant = 0;

for (i=0;i bmi->bmiColors[i].rgbBlue = i ;
bmi->bmiColors[i].rgbGreen = i ;
bmi->bmiColors[i].rgbRed = i ;
bmi->bmiColors[i].rgbReserved = 0 ;
}

}
視頻"畫中畫"技術(shù)

　　"畫中畫"這個(gè)概念類似與彩色電視機(jī)"畫中畫"，就是在一幅大的圖像內(nèi)顯示另外一幅內(nèi)容不同的小的圖像，小圖像的尺寸大小一般地說為大圖像尺寸的1/4或1/9，顯示位置在大圖像的右上角。這種技術(shù)不僅在電視技術(shù)中，在可視電話系統(tǒng)也可以發(fā)現(xiàn)這種技術(shù)的身影，它們都是依靠硬件來實(shí)現(xiàn)的，但是如何在VC開發(fā)平臺(tái)上用編程語言來將該功能添加到自己開發(fā)的視頻監(jiān)控軟件，為使用者提供更大的信息量呢？也許讀者最容易想到的是首先顯示大圖像，然后再在一個(gè)固定位置畫第二幅小圖像，這種技術(shù)技術(shù)如果對(duì)于靜止圖像當(dāng)然沒有問題，但是對(duì)于視頻流，由于每一秒鐘需要畫25幀，即25幅圖像，這樣一來計(jì)算機(jī)需要不停的畫不停的擦除，會(huì)給用戶以閃爍的感覺，如何解決這個(gè)問題呢？有的參考書上將大小圖像分快顯示，這種方法要將待顯示的圖像數(shù)據(jù)與顯示位置的關(guān)系對(duì)應(yīng)起來，容易出錯(cuò)不說，而且麻煩，且速度慢，為此，我對(duì)該方法進(jìn)行了改進(jìn)，得到了滿意的效果。實(shí)現(xiàn)的代碼如下：

void pictureinpicture( )
{
………………………..
CBitmap bitmap,*oldmap;
pData1=(BYTE*)new char[biWidth*biHeight *3];//biWidth和biHeight為視頻采集卡獲取//的圖像尺寸。
Read(pData1,bih.biWidth*bih.biHeight *3);//該函數(shù)從采集卡中獲取數(shù)據(jù)
CClientDC dc(this);
m_pBMI1= new BITMAPINFO;//自定義的BMP文件信息結(jié)構(gòu)，用于后面的圖像顯示
m_pBMI1->bmiHeader.biBitCount=24;
m_pBMI1->bmiHeader.biClrImportant=0;
m_pBMI1->bmiHeader.biClrUsed=0;
m_pBMI1->bmiHeader.biCompression=0;
m_pBMI1->bmiHeader.biHeight=biHeight;
m_pBMI1->bmiHeader.biPlanes=1;
m_pBMI1->bmiHeader.biSize=40;
m_pBMI1->bmiHeader.biSizeImage=WIDTHBYTES(biWidth*8)*biHeight*3;
m_pBMI1->bmiHeader.biWidth=biWidth;
m_pBMI1->bmiHeader.biXPelsPerMeter=0;
m_pBMI1->bmiHeader.biYPelsPerMeter=0;
////////////////////////////////////////////////////////////////////////
pData2=(BYTE*)new char[biWidth1*biHeight1 *3];//申請(qǐng)存放小圖像的緩沖區(qū)
Read(pData2,biWidth1*biHeight1 *3);////向該緩沖區(qū)讀數(shù)據(jù)
m_pBMI2= new BITMAPINFO;
m_pBMI2->bmiHeader.biBitCount=24;
m_pBMI2->bmiHeader.biClrImportant=0;
m_pBMI2->bmiHeader.biClrUsed=0;
m_pBMI2->bmiHeader.biCompression=0;
m_pBMI2->bmiHeader.biHeight=biHeight1;
m_pBMI2->bmiHeader.biPlanes=1;
m_pBMI2->bmiHeader.biSize=40;
m_pBMI2->bmiHeader.biSizeImage=WIDTHBYTES(biWidth1*8)*biHeight1*3;
m_pBMI2->bmiHeader.biWidth=biWidth1;
m_pBMI2->bmiHeader.biXPelsPerMeter=0;
m_pBMI2->bmiHeader.biYPelsPerMeter=0;
//下面實(shí)現(xiàn)畫中畫的顯示

CDC MemDc;
MemDc.CreateCompatibleDC(&dc);
bitmap.CreateCompatibleBitmap(&dc,biWidth,biHeight);
oldmap=MemDc.SelectObject(&bitmap);
::StretchDIBits(MemDc.m_hDC,0,0,biWidth,biHeight,0,0,—biWidth,biHeight,pData1,m_pBMI1,DIB_RGB_COLORS,SRCCOPY);//首先將大圖像畫在內(nèi)寸上下文中

::StretchDIBits(MemDc.m_hDC,20,20,biWidth1,biHeight1,_
0,0,biWidth1,biHeight1,pData2,m_pBMI2,DIB_RGB_COLORS,SRCCOPY);//再將小圖像畫在內(nèi)寸上下文中

::StretchBlt(dc.m_hDC,0,0,bih.biWidth,bih.biHeight,_
MemDc.m_hDC,0,0,bih.biWidth,bih.biHeight,SRCCOPY);//將結(jié)果顯示在屏幕上。

MemDc.SelectObject(oldmap);
delete pData1;
delete m_pBMI1;
delete pData2;
delete m_pBMI2;

}