MFC对话框绘制灰度直方图重点讲义资料.docx

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MFC对话框绘制灰度直方图重点讲义资料

MFC对话框绘制灰度直方图

一.程序运行结果

该篇文章主要是在上一篇文章基础上进行的讲解，其中当打开一张BMP图像后，点击”直方图“-》”显示原图直方图“如下。

二.灰度直方图原理

什么是灰度直方图？

灰度直方图（histogram）是灰度级的函数，描述的是图像中每种灰度级像素的个数，反映图像中每种灰度出现的频率。

横坐标是灰度级，纵坐标是灰度级出现的频率。

对于连续图像，平滑地从中心的高灰度级变化到边缘的低灰度级。

直方图定义为：

其中A（D）为阈值面积函数：

为一幅连续图像中被具有灰度级D的所有轮廓线所包围的面积。

对于离散函数，固定ΔD为1，则：

H（D）=A（D）-A（D+1）

色彩直方图是高维直方图的特例，它统计色彩的出现频率，即色彩概率分布信息。

通常这需要一定的量化过程，将色彩分成若干互不重叠的种类。

一般不直接在RGB色彩空间中统计，而是在将亮度分离出来后，对代表色彩部分的信息进行统计，如在HSI空间的HS子空间、YUV空间的UV子空间，以及其它反映人类视觉特点的彩色空间表示中进行。

其中直方图的计算方法如下：

依据定义，若图像具有L（通常L=256,即8位灰度级）级灰度，则大小为MxN的灰度图像f（x,y）的灰度直方图hist[0…L-1]可用如下计算获得。

1、初始化hist[k]=0;k=0,…,L-1

2、统计hist[f（x,y）]++;x=0,…,M-1,y=0,…,N-1

3、归一化hist[f（x,y）]/=M*N

那么说了这么多，直方图究竟有什么作用呢？

在使用轮廓线确定物体边界时，通过直方图更好的选择边界阈值，进行阈值化处理；对物体与背景有较强对比的景物的分割特别有用；简单物体的面积和综合光密度IOD可以通过图像的直方图求得。

三.程序实现

1.建立直方图对话框

第一步：

创建Dialog

将视图切换到ResourceView界面，选中Dialog右键鼠标新建一个Dialog，并新建一个名为IDD_DIALOG_ZFT，设置成下图对话框。

右键添加属性如下:

对话框-原始直方图-IDD_DIALOG_ZFT

组框-RGB-IDC_STATIC_RGB

图像-框架-IDC_STATIC_KJ-蚀刻（重点:

有它才能添加直方图在此处，注意GetDlgItem（）函数中是IDC而不是IDD对话框）

添加蚀刻线（图像蚀刻形成的直线）形如图中的3个矩形框，并添加静态文本：

Red、Green、Blue、红、绿、蓝、像素、平均灰度、中值灰度、标准差；这些静态文本都是IDC_STATIC且为默认属性

添加红色4个值（Static）、绿色4个值、蓝色4个值，分别为：

IDC_STATIC_XS_RED（GREENBLUE）对应像素XS

IDC_STATIC_PJHD_RED（GREENBLUE）对应平均灰度PJHD

IDC_STATIC_ZZHD_RED（GREEDBLUE）对应中值灰度ZZHD

IDC_STATIC_BZC_RED（GREENBLUE）对应标准差BZC

第二步：

建立类向导MFCClassWizard

（1）在对话框资源模板空白区双击鼠标（Ctrl+W），创建一个新类，命名为CImageZFTDlg会自动生成它的.h和.cpp文件。

在类向导中选中类名CImageZFTDlg，IDs为CImageZFTDlg，WM_INITDIALOG建立这个函数用于初始化。

（2）打开类向导，选择MemberVariables页面，添加如下变量，类型均为CString。

像素m_redXS、m_greenXS、m_blueXS

标准差m_redBZC、m_greeenBZC、m_blueBZC

平均灰度m_redPJHD、m_greenPJHD、m_bluePJHD

中值灰度m_redZZHD、m_greenZZHD、m_blueZZHD

（3）在View.cpp中添加直方图的头文件#inlcude"ImageZFTDlg.h"

第三步：

设置菜单栏调用直方图对话框

（1）将视图切换到ResourceView界面，选中Menu，在IDR_MAINFRAM中添加菜单项“直方图”，菜单属性中选择“弹出”，在“直方图”中添加子菜单“显示原图直方图”。

（2）设置其属性为ID_ZFT_YT（显示直方图原图），同时建立类向导，选择ID_ZFT_YT（IDs），通过COMMAND建立显示直方图函数OnZftYt（）。

第四步：

添加代码及计算4个值

在ImageProcessingView.cpp中添加如下代码，注释中有如何求平均灰度、中值灰度和标准差的消息算法过程。

[cpp] viewplain copy

1.//引用显示直方图头文件

2.#include "ImageZFTDlg.h"

3.#include "math.h"

5./*全局变量在TestZFTDlg.cpp中引用用extern*/

6.int Red[256],Green[256],Blue[256];

8./**************************************************/

9./* 添加直方图显示功能，并在直方图下方显示相关信息

10./* 如平均灰度、中值灰度、标准差和像素总数

11./* ID_ZFT_YT:

直方图原图显示

12./**************************************************/

13.void CImageProcessingView:

OnZftYt（）

14.{

15. if（numPicture==0） {

16. AfxMessageBox（"载入图片后才能显示原图直方图!

",MB_OK,0）;

17. return;

18. }

19. AfxMessageBox（"显示原图直方图!

",MB_OK,0）;

20. CImageZFTDlg dlg;

21.

22. //打开临时的图片

23. FILE *fpo = fopen（BmpName,"rb"）;

24. fread（&bfh,sizeof（BITMAPFILEHEADER）,1,fpo）;

25. fread（&bih,sizeof（BITMAPINFOHEADER）,1,fpo）;

26.

27. int i,j;

28. for（j=0;j<256;j++） { //定义数组并清零

29. Red[j]=0;

30. Green[j]=0;

31. Blue[j]=0;

32. }

33.

34. //计算4个数据

35. unsigned char red,green,blue;

36. int IntRed,IntGreen,IntBlue; //强制转换

37. double sumRedHD=0,sumGreenHD=0,sumBlueHD=0; //记录像素总的灰度值和

38. for（i=0; i

39. {

40. fread（&red,sizeof（char）,1,fpo）;

41. IntRed=int（red）;

42. sumRedHD=sumRedHD+IntRed;

43. if（ IntRed>=0 && IntRed<256 ） Red[IntRed]++; //像素0-255之间

44.

45. fread（&green,sizeof（char）,1,fpo）;

46. IntGreen=int（green）;

47. sumGreenHD=sumGreenHD+IntGreen;

48. if（ IntGreen>=0 && IntGreen<256 ） Green[IntGreen]++;

49.

50. fread（&blue,sizeof（char）,1,fpo）;

51. IntBlue=int（blue）;

52. sumBlueHD=sumBlueHD+IntBlue;

53. if（ IntBlue>=0 && IntBlue<256 ） Blue[IntBlue]++;

54. }

55. fclose（fpo）;

56.

57. //像素:

int型转换为CString型

58. dlg.m_redXS.Format（"%d",m_nImage）;

59. dlg.m_greenXS.Format（"%d",m_nImage）;

60. dlg.m_blueXS.Format（"%d",m_nImage）;

61.

62. //平均灰度值:

计算24位bmp图片的灰度值,我是记录RGB中的所有平均值

63. float pinRedHD,pinGreenHD,pinBlueHD;

64. pinRedHD=sumRedHD*3/m_nImage;

65. pinGreenHD=sumGreenHD*3/m_nImage; //平均灰度=总灰度/总像素

66. pinBlueHD=sumBlueHD*3/m_nImage;

67.

68. dlg.m_redPJHD.Format（"%.2f",pinRedHD）;

69. dlg.m_greenPJHD.Format（"%.2f",pinGreenHD）;

70. dlg.m_bluePJHD.Format（"%.2f",pinBlueHD）;

71.

72. /****************************************************************/

73. /* 中值灰度:

算法重点（黄凯大神提供）

74. /* 中值灰度:

所有像素中的中位数,应该所有像素排序找到中间的灰度值

75. /* 算法:

num[256]记录各灰度出现次数,sum+=num[i],找到sum=总像素/2

76. /****************************************************************/

77. int sumRedZZHD=0,sumGreenZZHD=0,sumBlueZZHD=0;

78. int redZZHD,greenZZHD,blueZZHD;

79. for（i=0;i<256;i++）

80. {

81. sumRedZZHD=sumRedZZHD+Red[i];

82. if（sumRedZZHD>=m_nImage/6） //m_nImage被分成3份RGB并且sum=总像素/2

83. {

84. redZZHD=i;

85. break;

86. }

87. }

88. for（i=0;i<256;i++）

89. {

90. sumGreenZZHD=sumGreenZZHD+Green[i];

91. if（sumGreenZZHD>=m_nImage/6） //m_nImage被分成3份RGB并且sum=总像素/2

92. {

93. greenZZHD=i;

94. break;

95. }

96. }

97. for（i=0;i<256;i++）

98. {

99. sumBlueZZHD=sumBlueZZHD+Blue[i];

100. if（sumBlueZZHD>=m_nImage/6） //m_nImage被分成3份RGB并且sum=总像素/2

101. {

102. blueZZHD=i;

103. break;

104. }

105. }

106.

107. dlg.m_redZZHD.Format（"%d",redZZHD）;

108. dlg.m_greenZZHD.Format（"%d",greenZZHD）;

109. dlg.m_blueZZHD.Format（"%d",blueZZHD）;

110.

111. /******************************************************************/

112. /*标准差:

标准差=方差的算术平方根

113. /* 方差s^2=[（x1-x）^2+（x2-x）^2+......（xn-x）^2]/n

114. /* 算法:

不用开m_nImage数组进行计算用num[256]中数进行

115. /* 方差=（平均灰度-i）*（平均灰度-i）*Red[i] 有Red[i]个灰度值为i的数

116. /******************************************************************/

117. float redBZC,greenBZC,blueBZC; //标准差

118. double redFC=0,greenFC=0,blueFC=0; //方差

119. for（i=0;i<256;i++）

120. {

121. redFC=redFC+（pinRedHD-i）*（pinRedHD-i）*Red[i]; //有Red[i]个像素i

122. greenFC=greenFC+（pinGreenHD-i）*（pinGreenHD-i）*Green[i];

123. blueFC=blueFC+（pinBlueHD-i）*（pinBlueHD-i）*Blue[i];

124. }

125.

126. redBZC=sqrt（redFC*3/m_nImage）;

127. greenBZC=sqrt（greenFC*3/m_nImage）;

128. blueBZC=sqrt（blueFC*3/m_nImage）;

129.

130. dlg.m_redBZC.Format（"%.2lf",redBZC）;

131. dlg.m_greenBZC.Format（"%.2lf",greenBZC）;

132. dlg.m_blueBZC.Format（"%.2lf",blueBZC）;

133.

134. //重点必须添加该语句才能弹出对话框

135. if（dlg.DoModal（）==IDOK）

136. {

137.

138. }

139.}

第五步：

此时运行结果如下图所示，打开图片可以显示参数。

2.建立对话框与View联系并绘制直方图

重点（极其重要*）

（1）如何在MFC中（View中）实现对子对话框的画图或直方图响应?

解决方法:

在子对话框中.cpp文件中实现画图响应，不要再View.cpp中实现，否则图像会以menu背景为坐标，而在ImageZFTDlg.cpp中建立OnPaint函数实现画图，它默认会以子对话框为标准。

（2）如何把View.cpp中的图片像素直方图信息传递给子对话框ImageZFTDlg.cpp呢?

解决方法:

如果自定义ImageStruct.h中建立全局变量，每个.cpp中引用该头文件调用总是报错（未知），所以我在View.h中建立一个全局变量intRed[256];再在子文件.cpp中函数里调用该全局变量即可externintRed[256]，这是非常重要的一个C语言知识。

（3）画图函数OnPaint（）参考源代码中详细注释。

如何绘制坐标轴、文字、图像，其实自己绘制而没调用第三方库还是挺有意思的。

第一步：

建立画直方图函数OnPaint

打开类向导（Ctrl+W），类名选择CImageZFTDlg，IDs选择CImageZFTDlg，在Message函数中建立WM_PAINT映射，默认函数名为OnPaint建立函数voidCImageZFTDlg:

OnPaint（）

第二步：

绘制直方图大致思想如下

（1）重点：

获取要绘制直方图的位置和图像资源的对应号ID（IDC_STATIC_KJ框架），我当时认为绘制直方图只能绘制到”图像“控件IDC中，不能是对话框IDD。

CWnd*pWnd=GetDlgItem（IDC_STATIC_KJ）;

CDC*pDC=pWnd->GetDC（）;

（2）获取对话框矩形的长和宽

CRectrectpic;

GetDlgItem（IDC_STATIC_KJ）->GetWindowRect（&rectpic）;

（3）创建画笔对象并对画笔进行颜色设置

CPen*RedPen=newCPen（）;

RedPen->CreatePen（PS_SOLID,1RGB（255,0,0））;

（4）选中当前画笔并保存以前画笔

CGdiObject*RedOlderPen=pDC->SelectObject（RedPen）;

（5）绘制直方图（图像坐标自己算）

矩形pDC->Rectangle（9,327,312,468）;

移动pDC->MoveTo（15,331）;

直线pDC->LineTo（15,488）;

文字pDC->TextOut（15+48*i,450,str）;

（6）恢复以前画笔

pDC->SelectObject（RedOlderPen）;

deleteRedPen;

ReleaseDC（pDC）;

第三步：

源代码与详细注释思想

在ImageZFTDlg.cpp中修改OnPaint函数：

[cpp] viewplain copy

1.//****************绘制原图直方图*********************//

2.void CImageZFTDlg:

OnPaint（）

3.{

4. CPaintDC dc（this）; // device context for painting

6. // TODO:

Add your message handler code here

8. /********************************************************************************/

9. /* 重点知识:

（XX）

10. /* 如何在View.cpp中把一个变量的值传给其它对话框

11. /*

12. /* 错误一:

在View.h中定义的pubic变量只能在View.cpp中用

13. /* 错误二:

定义一个Struct.h中存全局变量,在2个函数中分别调用#include "Struct.h"

14. /*

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