实用文库汇编之数字图像处理实验三中值滤波和均值滤波实验报告

*作者：座殿角*

作品编号48877446331144215458

创作日期：2020年12月20日

实用文库汇编之数字图像处理实验三

均值滤波、中值滤波的计算机

实现

12281166 崔雪莹计科1202班

一、实验目的：

1）熟悉均值滤波、中值滤波处理的理论基础；

2）掌握均值滤波、中值滤波的计算机实现方法；

3）学习VC++ 6。0 的编程方法；

4）验证均值滤波、中值滤波处理理论；

5）观察均值滤波、中值滤波处理的结果。

二、实验的软、硬件平台：

硬件：微型图像处理系统，包括：主机，PC机；摄

像机；

软件：操作系统：WINDOWS2000或WINDOWSXP应用软件：VC++ 6.0

三、实验内容：

1）握高级语言编程技术；

2）编制均值滤波、中值滤波处理程序的方法；

3）编译并生成可执行文件；

4）考察处理结果。

四、实验要求：

1）学习VC++确6。0 编程的步骤及流程；

2）编写均值滤波、中值滤波的程序；

3）编译并改错；

4）把该程序嵌入试验二给出的界面中（作适当修改）；5）提交程序及文档；

6）写出本次实验的体会。

五、实验结果截图

实验均值滤波采用的是3X3的方块，取周围的像素点取得其均值代替原像素点。边缘像素的处理方法是复

制边缘的像素点，增加一个边框，计算里面的像素值得均值滤波。

六、实验体会

本次实验在前一次的实验基础上增加均值滤波和中值滤波，对于椒盐噪声的处理，发现中值滤波的效果更为好一点，而均值滤波是的整个图像变得模糊了一点，效果差异较大。本次实验更加增加了对数字图像处理的了解与学习。

七、实验程序代码注释及分析

// HistDemoADlg.h : 头文件

//

#include "ImageWnd.h"

#pragma once

// CHistDemoADlg 对话框

class CHistDemoADlg : public CDialogEx

{

// 构造

public:

CHistDemoADlg(CWnd* pParent = NULL); // 标准构造函数

int nWidth;

int nHeight;

int nLen;

int nByteWidth;

BYTE *lpBackup;

BYTE *lpBitmap;

BYTE *lpBits;

CString FileName;

CImageWnd source,dest;

// 对话框数据

enum { IDD = IDD_HISTDEMOA_DIALOG };

protected:

virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX); // DDX/DDV

支持

// 实现

protected:

HICON m_hIcon;

// 生成的消息映射函数

virtual BOOL OnInitDialog();

afx_msg void OnSysCommand(UINT nID, LPARAM lParam);

afx_msg void OnPaint();

afx_msg HCURSOR OnQueryDragIcon();

DECLARE_MESSAGE_MAP()

public:

void LoadBitmap(void);

afx_msg void OnOpen();

afx_msg void OnHist();

void HistogramEq(void);

void NoColor(void);

void HistogramEq1(int nWidth,int nHeight,BYTE *lpInput,BYTE

*lpOutput);

void MeanFilter(int nWidth,int nHeight,BYTE *lpInput,BYTE

*lpOutput);

void MedianFilter(int nWidth,int nHeight,BYTE *lpInput,BYTE

*lpOutput);

afx_msg void OnBnClickedClose();

afx_msg void OnBnClickedMeanfilter();

afx_msg void OnBnClickedMedianfilter();

};

HistDemoADlg.cpp对HistDemoADlg.h进行具体的实现，OnOpen()函数响应ID为IDC_OPEN的按钮事件，而且会调取文件选择对话框，选

取文件之后，会显示在原始图像区域显示对应的位图图像，

OnHist()函数会响应ID为IDC_HIST的按钮事件，调用

HistogramEq()进行直方图均衡化的处理，HistogramEq()会调用

HistogramEq1()进行直方图均衡化的处理，并用dst.setImage()显

示处理之后的图像，以及NoColor()函数，对原始图像转化为灰

度图像之后再显示。

// HistDemoADlg.cpp : 实现文件

//

作者：座殿角

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创作日期：2020年12月20日

#include "stdafx.h"

#include "HistDemoA.h"

#include "HistDemoADlg.h"

#include "afxdialogex.h"

#ifdef _DEBUG

#define new DEBUG_NEW

#endif

#define Point(x,y) lpPoints[(x)+(y)*nWidth]

#define Point1(x,y) lpPoints1[(x)+(y)*nWidth]

// 用于应用程序“关于”菜单项的CAboutDlg 对话框

class CAboutDlg : public CDialogEx

{

public:

CAboutDlg();

// 对话框数据

enum { IDD = IDD_ABOUTBOX };

protected:

virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX); //

DDX/DDV 支持

// 实现

protected:

DECLARE_MESSAGE_MAP()

};

CAboutDlg::CAboutDlg() : CDialogEx(CAboutDlg::IDD)

{

}

void CAboutDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX)

{

CDialogEx::DoDataExchange(pDX);

}

BEGIN_MESSAGE_MAP(CAboutDlg, CDialogEx)

END_MESSAGE_MAP()

// CHistDemoADlg 对话框

CHistDemoADlg::CHistDemoADlg(CWnd* pParent /*=NULL*/)

: CDialogEx(CHistDemoADlg::IDD, pParent)

{

m_hIcon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDR_MAINFRAME);

lpBitmap = 0;

lpBackup = 0;

}

void CHistDemoADlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX)

{

CDialogEx::DoDataExchange(pDX);

}

BEGIN_MESSAGE_MAP(CHistDemoADlg, CDialogEx)

ON_WM_SYSCOMMAND()

ON_WM_PAINT()

ON_WM_QUERYDRAGICON()

ON_BN_CLICKED(IDC_OPEN, &CHistDemoADlg::OnOpen)

ON_BN_CLICKED(IDC_HIST, &CHistDemoADlg::OnHist)

ON_BN_CLICKED(IDCLOSE, &CHistDemoADlg::OnBnClickedClose)

ON_BN_CLICKED(IDC_MEANFILTER,

&CHistDemoADlg::OnBnClickedMeanfilter)

ON_BN_CLICKED(IDC_MEDIANFILTER,

&CHistDemoADlg::OnBnClickedMedianfilter)

END_MESSAGE_MAP()

// CHistDemoADlg 消息处理程序

BOOL CHistDemoADlg::OnInitDialog()

{

CDialogEx::OnInitDialog();

// 将“关于...”菜单项添加到系统菜单中。

// IDM_ABOUTBOX 必须在系统命令范围内。

ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX);

ASSERT(IDM_ABOUTBOX < 0xF000);

CMenu* pSysMenu = GetSystemMenu(FALSE);

if (pSysMenu != NULL)

{

BOOL bNameValid;

CString strAboutMenu;

bNameValid = strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX);

ASSERT(bNameValid);

if (!strAboutMenu.IsEmpty())

{

pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR);

pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu);

}

作者：座殿角

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}

// 设置此对话框的图标。当应用程序主窗口不是对话框时，框

架将自动

// 执行此操作

SetIcon(m_hIcon, TRUE); // 设置大图标

SetIcon(m_hIcon, FALSE); // 设置小图标

// TODO: 在此添加额外的初始化代码

source.Create(0,L"Source",WS_CHILD|WS_VISIBLE,CRect(40,40,360

,280),this,10000);

dest.Create(0,L"Destination",WS_CHILD|WS_VISIBLE,CRect(400,40,

720,280),this,10001);

return TRUE; // 除非将焦点设置到控件，否则返回TRUE

}

void CHistDemoADlg::OnSysCommand(UINT nID, LPARAM lParam)

{

if ((nID & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX)

{

CAboutDlg dlgAbout;

dlgAbout.DoModal();

}

else

{

CDialogEx::OnSysCommand(nID, lParam);

}

}

// 如果向对话框添加最小化按钮，则需要下面的代码

// 来绘制该图标。对于使用文档/视图模型的MFC 应用程序，

// 这将由框架自动完成。

void CHistDemoADlg::OnPaint()

{

if (IsIconic())

{

CPaintDC dc(this); // 用于绘制的设备上下文

SendMessage(WM_ICONERASEBKGND,

reinterpret_cast(dc.GetSafeHdc()), 0);

// 使图标在工作区矩形中居中

int cxIcon = GetSystemMetrics(SM_CXICON);

int cyIcon = GetSystemMetrics(SM_CYICON);

CRect rect;

GetClientRect(&rect);

int x = (rect.Width() - cxIcon + 1) / 2;

int y = (rect.Height() - cyIcon + 1) / 2;

// 绘制图标

dc.DrawIcon(x, y, m_hIcon);

}

else

{

CDialogEx::OnPaint();

}

}

//当用户拖动最小化窗口时系统调用此函数取得光标

//显示。

HCURSOR CHistDemoADlg::OnQueryDragIcon()

{

return static_cast(m_hIcon);

}

void CHistDemoADlg::LoadBitmap()

{

//位图文件：BITMAPFILEHEADER+BITMAPINFOHEADER+有效信息

部分

BITMAPINFOHEADER *pInfo; //位图文件的头部信息指针pInfo

pInfo=(BITMAPINFOHEADER

*)(lpBitmap+sizeof(BITMAPFILEHEADER)); //pInfo指向位图文件的

头部信息

nWidth=pInfo->biWidth; //图片宽度

nByteWidth=nWidth*3; //字节宽度

if (nByteWidth%4) nByteWidth+=4-(nByteWidth%4); //使字节宽度

为4的整数倍

nHeight=pInfo->biHeight; //图片高度

if (pInfo->biBitCount!=24) //位图的位深度不为24

{

if (pInfo->biBitCount!=8) //位深度不为8

{

AfxMessageBox(L"无效位图");

delete lpBitmap;

lpBitmap=0;

return;

}

//位深度为8

unsigned int PaletteSize=1<biBitCount; //左移8位，PaletteSize调色板尺寸

if (pInfo->biClrUsed!=0 && pInfo->biClrUsedbiClrUsed; // biClrUsed 位图实际使用的颜色表中的颜色数

lpBits=lpBitmap+sizeof(BITMAPFILEHEADER)+sizeof(BITMAPINFO HEADER);//lpBits指向有效信息部分

RGBQUAD *pPalette=(RGBQUAD *)lpBits; //颜色表部分

/*

typedef struct tagRGBQUAD {

BYTE rgbBlue;

BYTE rgbGreen;

BYTE rgbRed;

BYTE rgbReserved;

} RGBQUAD;

*/

lpBits+=sizeof(RGBQUAD)*PaletteSize;//lpBits指向图像有效信息部分

nLen=sizeof(BITMAPFILEHEADER)+sizeof(BITMAPINFOHEADER)+n ByteWidth*nHeight;//整个位图文件的长度

BYTE *lpTemp=lpBitmap;

lpBitmap=new BYTE[nLen];

BITMAPFILEHEADER bmh;

BITMAPINFOHEADER bmi;

bmh.bfType='B'+'M'*256;

bmh.bfSize=nLen;

bmh.bfReserved1=0;

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bmh.bfReserved2=0;

bmh.bfOffBits=54;

bmi.biSize=sizeof(BITMAPINFOHEADER);

bmi.biWidth=nWidth;

bmi.biHeight=nHeight;

bmi.biPlanes=1;

bmi.biBitCount=24;

bmi.biCompression=BI_RGB;

bmi.biSizeImage=0;

bmi.biXPelsPerMeter=0;

bmi.biYPelsPerMeter=0;

bmi.biClrUsed=0;

bmi.biClrImportant=0;

int nBWidth=pInfo->biWidth;

if (nBWidth%4) nBWidth+=4-(nBWidth%4);

memset(lpBitmap,0,nLen);

memcpy(lpBitmap,&bmh,sizeof(BITMAPFILEHEADER));//位图文

件头部

memcpy(lpBitmap+sizeof(BITMAPFILEHEADER),&bmi,sizeof(BITM

APINFOHEADER));//位图信息头部

BYTE

*lpBits2=lpBitmap+sizeof(BITMAPFILEHEADER)+sizeof(BITMAPINFO

HEADER);//位图图像信息部分

int x,y,p1,p2,Palette;

for(y=0;y

{

for(x=0;x

{

p1=y*nBWidth+x;

p2=y*nByteWidth+x*3;

if (lpBits[p1]

else Palette=0;

lpBits2[p2]=pPalette[Palette].rgbBlue;

lpBits2[p2+1]=pPalette[Palette].rgbGreen;

lpBits2[p2+2]=pPalette[Palette].rgbRed;

}

}

delete lpTemp;

}

lpBits=lpBitmap+sizeof(BITMAPFILEHEADER)+sizeof(BITMAPINFOHE

ADER);

if (lpBackup) delete lpBackup;

lpBackup=new BYTE[nLen];

memcpy(lpBackup,lpBitmap,nLen);

}

void CHistDemoADlg::OnOpen() //点击打开文件之后，对应的事件处理函数{

// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码

CFile File;

CFileDialog dlg(TRUE,0,0,OFN_HIDEREADONLY,L"位图文件|*.bmp|

所有文件|*.*||",this);//新建文件选择对话框

if (dlg.DoModal()==IDOK)

{

FileName=dlg.GetPathName(); //得到文件的路径

if (!File.Open(FileName,CFile::modeRead)) return; //以只读方

式打开文件

// TODO: add loading code here

if (lpBitmap) delete lpBitmap; //保证lpBitmap为空

nLen=(int)File.GetLength(); //得到文件的长度

lpBitmap=new BYTE[nLen]; //为lpBitmap分配空间

File.Read(lpBitmap,nLen); //将文件的内容读入到

lpBitmap所指向的内存区域

LoadBitmap(); //调用LoadBitmap()，加载位图图像

if (lpBitmap) source.SetImage(nWidth,nHeight,lpBits);

}

}

void CHistDemoADlg::OnHist()

{

// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码

HistogramEq();

}

void GetPoints(int nWidth,int nHeight,BYTE *lpBits,BYTE *lpPoints)

{

int x,y,p;

int nByteWidth=nWidth*3;

if (nByteWidth%4) nByteWidth+=4-(nByteWidth%4);

for(y=0;y

{

for(x=0;x

{

p=x*3+y*nByteWidth;

lpPoints[x+y*nWidth]=(BYTE)(0.299*(float)lpBits[p+2]+0.587*(flo

at)lpBits[p+1]+0.114*(float)lpBits[p]+0.1); //三种颜色的比例计算

对应点的颜色值，并且强制转换成BYTE

}

}

}

void PutPoints(int nWidth,int nHeight,BYTE *lpBits,BYTE *lpPoints) //逐个对lpBits进行赋值

{

int nByteWidth=nWidth*3;

if (nByteWidth%4) nByteWidth+=4-(nByteWidth%4);

int x,y,p,p1;

for(y=0;y

{

for(x=0;x

{

p=x*3+y*nByteWidth;

p1=x+y*nWidth;

lpBits[p]=lpPoints[p1];

lpBits[p+1]=lpPoints[p1];

lpBits[p+2]=lpPoints[p1];

}

}

}

void CHistDemoADlg::HistogramEq(void)

{

if (lpBitmap==0) return;

BYTE *lpOutput=new BYTE[nByteWidth*nHeight];

HistogramEq1(nWidth,nHeight,lpBits,lpOutput);

作者：座殿角

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dest.SetImage(nWidth,nHeight,lpOutput); //在直方图均衡化的区

域显示结果

delete lpOutput;

NoColor(); //将原始图像转换成灰度图像

}

void CHistDemoADlg:: NoColor()

{

if (lpBitmap==0) return;

int x,y,p;

BYTE Point;

for(y=0;y

{

for(x=0;x

{

p=x*3+y*nByteWidth;

Point=(BYTE)(0.299*(float)lpBits[p+2]+0.587*(float)lpBits[p+1]+0.

114*(float)lpBits[p]+0.1);//计算颜色值，在0-255的灰度级之间

lpBits[p+2]=Point;

lpBits[p+1]=Point;

lpBits[p]=Point;

}

}

source.SetImage(nWidth,nHeight,lpBits);//将彩色图像转化成灰度

图像

}

void CHistDemoADlg::HistogramEq1(int nWidth, int nHeight, BYTE *lpInput, BYTE *lpOutput)

{

int x,y;

BYTE *lpPoints=new BYTE[nWidth*nHeight];//像素点的个数

GetPoints(nWidth,nHeight,lpInput,lpPoints); //lpPoints存的是颜色

值

int r[256],s[256]; //颜色值数组，统计对应颜色值像素点的个数

ZeroMemory(r,1024);

ZeroMemory(s,1024);

for(y=0;y

数,Point(x,y)是lpPoints（x,y）

for(x=0;x

r[Point(x,y)]++;

}

}

s[0]=r[0];

for(y=1;y<256;y++)

{

s[y]=s[y-1];

s[y]+=r[y];

} //计算颜色值的前y种颜色的总像素点的个数（像素点颜色值

<=y）

for(y=0;y

匀化的结果保存在lpPoints

for(x=0;x

Point(x,y)=s[Point(x,y)]*255/nWidth/nHeight;

}

}

PutPoints(nWidth,nHeight,lpOutput,lpPoints); //输出lpPoints到

lpOutput

delete lpPoints;

}

void CHistDemoADlg::OnBnClickedClose()

{

// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码

//ExitProcess(0);//注意使用时先释放分配的内存,以免造成内存

泄露

//exit(0) ;//正常终止程序; exit(非0）非正常终止程序

PostQuitMessage(0);//最常用

}

void CHistDemoADlg::OnBnClickedMeanfilter()

{

// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码

if (lpBitmap==0) return;

BYTE *lpOutput=new BYTE[nByteWidth*nHeight];

MeanFilter(nWidth,nHeight,lpBits,lpOutput);

dest.SetImage(nWidth,nHeight,lpOutput); //在直方图均衡化的区

域显示结果

delete lpOutput;

NoColor(); //将原始图像转换成灰度图像

}

void CHistDemoADlg::MeanFilter (int nWidth,int nHeight,BYTE *lpInput,BYTE *lpOutput)

{

int x,y;

BYTE *lpPoints=new BYTE[nWidth*nHeight];//像素点的个数

BYTE *lpPoints1 = new BYTE[(nWidth+2)*(nHeight+2)];

GetPoints(nWidth,nHeight,lpInput,lpPoints); //lpPoints存的是颜色

值

for(y=1;y

for(x=1;x

Point1(x,y) = Point(x-1,y-1);

//lpPoints1[y][x] = lpPoints[y-1][x-1];

}

}

for(y=1;y

Point1(0,y) = Point(0,y-1);

Point1(nWidth+1,y) = Point(nWidth-1,y-1);

//lpPoints1[y][0] = lpPoints[y-1][0];

//lpPoints1[y][nWidth+1] = lpPoints[y-1][nWidth-1];

}

for(x=0;x

Point1(x,0) = Point1(x,1);

Point1(x,nHeight+1) = Point1(x,nHeight);

//lpPoints1[0][x] = lpPoints1[1][x];

//lpPoints1[nHeight+1][x] = lpPoints1[nHeight][x];

}

for(y=0;y

for (x=0;x

Point(x,y) = ( Point1(x,y) + Point1(x+1,y) + Point1(x+2,y) +

Point1(x,y+1) + Point1(x+1,y+1) + Point1(x+2,y+1) +

Point1(x,y+2) + Point1(x+1,y+2) + Point1(x+2,y+2) )/9;

/*

lpPoints[y][x] = (lpPoints1[y][x] + lpPoints1[y][x+1] + lpPoints1[y][x+2] +

lpPoints1[y+1][x] + lpPoints1[y+1][x+1] + lpPoints1[y+1][x+2] +

lpPoints1[y+2][x] + lpPoints1[y+2][x+1] + lpPoints1[y+2][x+2])/9;

*/

}

作者：座殿角

作品编号48877446331144215458

创作日期：2020年12月20日

}

PutPoints(nWidth,nHeight,lpOutput,lpPoints); //输出lpPoints到

lpOutput

delete lpPoints;

}

void CHistDemoADlg::MedianFilter(int nWidth,int nHeight,BYTE *lpInput,BYTE *lpOutput)

{

int x,y;

BYTE *lpPoints=new BYTE[nWidth*nHeight];//像素点的个数

BYTE *lpPoints1 = new BYTE[(nWidth+2)*(nHeight+2)];

GetPoints(nWidth,nHeight,lpInput,lpPoints); //lpPoints存的是颜色

值

for(y=1;y

for(x=1;x

Point1(x,y) = Point(x-1,y-1);

}

}

for(y=1;y

Point1(0,y) = Point(0,y-1);

Point1(nWidth+1,y) = Point(nWidth-1,y-1);

}

for(x=0;x

Point1(x,0) = Point1(x,1);

Point1(x,nHeight+1) = Point1(x,nHeight);

}