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7.1 邊沿檢測

我們給出一個模板 和一幅圖象 。不難發(fā)現(xiàn)原圖中左邊暗，右邊亮，中間存在著一條明顯的邊界。進(jìn)行模板操作后的結(jié)果如下： 。

可以看出，第3、4列比其他列的灰度值高很多，人眼觀察時，就能發(fā)現(xiàn)一條很明顯的亮邊，其它區(qū)域都很暗，這樣就起到了邊沿檢測的作用。

為什么會這樣呢？仔細(xì)看看那個模板就明白了，它的意思是將右鄰點(diǎn)的灰度值減左鄰點(diǎn)的灰度值作為該點(diǎn)的灰度值。在灰度相近的區(qū)域內(nèi)，這么做的結(jié)果使得該點(diǎn)的灰度值接近于0；而在邊界附近，灰度值有明顯的跳變，這么做的結(jié)果使得該點(diǎn)的灰度值很大，這樣就出現(xiàn)了上面的結(jié)果。

這種模板就是一種邊沿檢測器，它在數(shù)學(xué)上的涵義是一種基于梯度的濾波器，又稱邊沿算子，你沒有必要知道梯度的確切涵義，只要有這個概念就可以了。梯度是有方向的，和邊沿的方向總是正交(垂直)的，例如，對于上面那幅圖象的轉(zhuǎn)置圖象，邊是水平方向的，我們可以用梯度是垂直方向的模板 檢測它的邊沿。

例如，一個梯度為45度方向模板 ，可以檢測出135度方向的邊沿。

1.???????? Sobel算子

在邊沿檢測中，常用的一種模板是Sobel 算子。Sobel 算子有兩個，一個是檢測水平邊沿的 ；另一個是檢測垂直平邊沿的 。與 和 相比，Sobel算子對于象素的位置的影響做了加權(quán)，因此效果更好。

Sobel算子另一種形式是各向同性Sobel(Isotropic Sobel)算子，也有兩個，一個是檢測水平邊沿的 ，另一個是檢測垂直平邊沿的 。各向同性Sobel算子和普通Sobel算子相比，它的位置加權(quán)系數(shù)更為準(zhǔn)確，在檢測不同方向的邊沿時梯度的幅度一致。

下面的幾幅圖中，圖7.1為原圖；圖7.2為普通Sobel算子處理后的結(jié)果圖；圖7.3為各向同性Sobel算子處理后的結(jié)果圖。可以看出Sobel算子確實(shí)把圖象中的邊沿提取了出來。

圖7.1???? 原圖

圖7.2???? 普通Sobel算子處理后的結(jié)果圖

圖7.3???? 各向同性Sobel算子處理后的結(jié)果圖

在程序中仍然要用到第3章介紹的通用3×3模板操作函數(shù)TemplateOperation，所做的操作只是增加幾個常量標(biāo)識及其對應(yīng)的模板數(shù)組，這里就不再給出了。

2.???????? 高斯拉普拉斯算子

由于噪聲點(diǎn)(灰度與周圍點(diǎn)相差很大的點(diǎn))對邊沿檢測有一定的影響，所以效果更好的邊沿檢測器是高斯拉普拉斯(LOG)算子。它把我們在第3章中介紹的高斯平滑濾波器和拉普拉斯銳化濾波器結(jié)合了起來，先平滑掉噪聲，再進(jìn)行邊沿檢測，所以效果會更好。

常用的LOG算子是5×5的模板，如下所示 。到中心點(diǎn)的距離與位置加權(quán)系數(shù)的關(guān)系用曲線表示為圖7.4。是不是很象一頂墨西哥草帽？所以，LOG又叫墨西哥草帽濾波器。

圖7.4???? LOG到中心點(diǎn)的距離與位置加權(quán)系數(shù)的關(guān)系曲線

圖7.5為圖7.1用LOG濾波器處理后的結(jié)果。

圖7.5???? 圖7.1用LOG濾波器處理后的結(jié)果圖

LOG的算法和普通模板操作的算法沒什么不同，只不過把3×3改成了5×5，這里就不再給出了。讀者可以參照第3章的源程序自己來完成。

7.2 Hough變換

Hough變化的原理是利用點(diǎn)和線的對偶性，將原始空間的給定的曲線通過曲線表達(dá)式變?yōu)閰?shù)空間的一個點(diǎn)。在原始圖像坐標(biāo)系下的一個點(diǎn)對應(yīng)參數(shù)坐標(biāo)系中的一條直線，同樣參數(shù)坐標(biāo)系的一條直線對應(yīng)原始坐標(biāo)中的一個點(diǎn)。原始坐標(biāo)中呈現(xiàn)直線的所有點(diǎn)，它們的斜率和截距是相同的，所以他們在參數(shù)坐標(biāo)下對應(yīng)于同一個點(diǎn)。

首先，初始化一塊緩沖徐，對應(yīng)于參數(shù)平面，將所有的數(shù)據(jù)置0，對于圖像的每一個前景點(diǎn)，求出參數(shù)平面對應(yīng)的直線，把直線上所有的點(diǎn)都加1，最后找到參數(shù)平面最大的點(diǎn)的位置，這個位置就是原圖像直線上的參數(shù)。

Hough變換用來在圖象中查找直線。它的原理很簡單：假設(shè)有一條與原點(diǎn)距離為s，方向角為θ的一條直線，如圖7.6所示。

圖7.6??? 一條與原點(diǎn)距離為s，方向角為θ的一條直線

直線上的每一點(diǎn)都滿足方程

(7.1)

利用這個事實(shí)，我們可以找出某條直線來。下面將給出一段程序，用來找出圖象中最長的直線(見圖7.7)。找到直線的兩個端點(diǎn)，在它們之間連一條紅色的直線。為了看清效果，將結(jié)果描成粗線，如圖7.8所示。

圖7.7 原圖

圖7.8 Hough變換的結(jié)果

可以看出，找到的確實(shí)是最長的直線。方法是，開一個二維數(shù)組做為計數(shù)器，第一維是角度，第二維是距離。先計算可能出現(xiàn)的最大距離為 ，用來確定數(shù)組第二維的大小。對于每一個黑色點(diǎn)，角度的變化范圍從00到1780(為了減少存儲空間和計算時間，角度每次增加20而不是10)，按方程(7.1)求出對應(yīng)的距離s來，相應(yīng)的數(shù)組元素[s][ ]加1。同時開一個數(shù)組Line，計算每條直線的上下兩個端點(diǎn)。所有的象素都算完后，找到數(shù)組元素中最大的，就是最長的那條直線。直線的端點(diǎn)可以在Line中找到。要注意的是，我們處理的雖然是二值圖，但實(shí)際上是256級灰度圖，不過只用到了0和255兩種顏色。

BOOL Hough(HWND hWnd)

{

//定義一個自己的直線結(jié)構(gòu)

??? typedef struct{

??? ???????????????????? ??int topx; //最高點(diǎn)的x坐標(biāo)

?? ????????????????????? ??int topy; //最高點(diǎn)的y坐標(biāo)

??? ???????????????????? ??int botx; //最低點(diǎn)的x坐標(biāo)

??? ???????????????????? ??int boty; //最低點(diǎn)的y坐標(biāo)

??? ???????????????????? ??}MYLINE;

?????? DWORD ??????????????????????????? OffBits,BufSize;

?? ? LPBITMAPINFOHEADER??? lpImgData;

?????? LPSTR???? ? ????????????? lpPtr;

?????? HDC????????? ??? ????????? hDc;

LONG?????? ???????????? ?????? ?????? x,y;

?????? long????????? ?????????????? i,maxd;

?????? int??????????????? ?????????? k;

?????? int??????????????? ?????????? Dist,Alpha;

HGLOBAL??????????? ????? hDistAlpha,hMyLine;

?? ? Int????????? ?????? ?????????????????? ???? *lpDistAlpha;

?????? MYLINE ??????????????????????????? *lpMyLine,*TempLine,MaxdLine;

?? ? static LOGPEN????? ????????? rlp={PS_SOLID,1,1,RGB(255,0,0)};

?? ? HPEN ??? ?????? ????????????????? rhp;

//我們處理的實(shí)際上是256級灰度圖，不過只用到了0和255兩種顏色。

if( NumColors!=256){

?????? MessageBox(hWnd,"Must be a mono bitmap with grayscale palette!",

"Error Message",MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);

return FALSE;

}

//計算最大距離

?????? Dist=(int)(sqrt((double)bi.biWidth*bi.biWidth+

(double)bi.biHeight*bi.biHeight)+0.5);

?????? Alpha=180 /2 ;? //0 到 to 178 度，步長為2度

?????? //為距離角度數(shù)組分配內(nèi)存

if((hDistAlpha=GlobalAlloc(GHND,(DWORD)Dist*Alpha*

sizeof(int)))==NULL){

MessageBox(hWnd,"Error alloc memory!","Error Message",

MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);

return FALSE;

??? }

?????? //為記錄直線端點(diǎn)的數(shù)組分配內(nèi)存

? ??? if((hMyLine=GlobalAlloc(GHND,(DWORD)Dist*Alpha*

sizeof(MYLINE)))==NULL){

?? ???????? GlobalFree(hDistAlpha);

??? ?????? return? FALSE;

?????? }

?????? OffBits=bf.bfOffBits-sizeof(BITMAPFILEHEADER);

//BufSize為緩沖區(qū)大小

?????? BufSize=OffBits+bi.biHeight*LineBytes;

?? ? lpImgData=(LPBITMAPINFOHEADER)GlobalLock(hImgData);

?? ? lpDistAlpha=(int *)GlobalLock(hDistAlpha);

?????? lpMyLine=(MYLINE *)GlobalLock(hMyLine);

for (i=0;i<(long)Dist*Alpha;i++){

????????????? TempLine=(MYLINE*)(lpMyLine+i);

????????????? (*TempLine).boty=32767; //初始化最低點(diǎn)的y坐標(biāo)為一個很大的值

?????? }

?????? for (y=0;y<bi.biHeight;y++){

????????????? //lpPtr指向位圖數(shù)據(jù)

????????????? lpPtr=(char *)lpImgData+(BufSize-LineBytes-y*LineBytes);

????????????? for (x=0;x<bi.biWidth;x++)

???????????????????? if(*(lpPtr++)==0) //是個黑點(diǎn)

??????????????????????????? for (k=0;k<180;k+=2){

?????????????????????????????????? //計算距離i

?????? ?????? ??????????????? i=(long)fabs((x*cos(k*PI/180.0)+y*sin(k*PI/180.0)));

?????????????????????????????????? //相應(yīng)的數(shù)組元素加1

???????????????????? ?????? ? *(lpDistAlpha+i*Alpha+k/2)=*(lpDistAlpha+i*Alpha+k/2)+1;

?????????????????????????????????? TempLine=(MYLINE*)(lpMyLine+i*Alpha+k/2);

?????????????????????????????????? if(y> (*TempLine).topy){

????????????????????????????????????????? //記錄該直線最高點(diǎn)的x,y坐標(biāo)

????????????????????????????????????????? (*TempLine).topx=x;

????????????????????????????????????????? (*TempLine).topy=y;

?????????????????????????????????? }

?????????????????????????????????? if(y< (*TempLine).boty){

????????????????????????????????????????? //記錄該直線最低點(diǎn)的x,y坐標(biāo)

????????????????????????????????????????? (*TempLine).botx=x;

????????????????????????????????????????? (*TempLine).boty=y;

?????????????????????????????????? }

??????????????????????????? }

}

?????? maxd=0;

?????? for (i=0;i<(long)Dist*Alpha;i++){

????????????? TempLine=(MYLINE*)(lpMyLine+i);

????????????? k=*(lpDistAlpha+i);

????????????? if(k > maxd){

???????????????????? //找到數(shù)組元素中最大的，及相應(yīng)的直線端點(diǎn)

???????????????????? maxd=k;

???????????????????? MaxdLine.topx=(*TempLine).topx;

???????????????????? MaxdLine.topy=(*TempLine).topy;

???????????????????? MaxdLine.botx=(*TempLine).botx;

???????????????????? MaxdLine.boty=(*TempLine).boty;

????????????? }

?????? }

?????? hDc = GetDC(hWnd);

?????? rhp = CreatePenIndirect(&rlp);

?????? SelectObject(hDc,rhp);

?????? MoveToEx(hDc,MaxdLine.botx,MaxdLine.boty,NULL);

?????? //在兩端點(diǎn)之間畫一條紅線用來標(biāo)識

?????? LineTo(hDc,MaxdLine.topx,MaxdLine.topy);

????? DeleteObject(rhp);??????????????????????

????? ReleaseDC(hWnd,hDc);

?????? //釋放內(nèi)存及資源

?????? GlobalUnlock(hImgData);

GlobalUnlock(hDistAlpha);

?????? GlobalFree(hDistAlpha);

?? ? GlobalUnlock(hMyLine);

?????? GlobalFree(hMyLine);

?????? return TRUE;

}

如果 是給定的，用上述方法，我們可以找到該方向上最長的直線。

其實(shí)Hough變換能夠查找任意的曲線，只要你給定它的方程。這里，我們就不詳述了。

7.3 輪廓提取

輪廓提取的實(shí)例如圖7.9、圖7.10所示。

圖7.9???? 原圖

圖7.10?? 輪廓提取

輪廓提取的算法非常簡單，就是掏空內(nèi)部點(diǎn)：如果原圖中有一點(diǎn)為黑，且它的8個相鄰點(diǎn)都是黑色時(此時該點(diǎn)是內(nèi)部點(diǎn))，則將該點(diǎn)刪除。要注意的是，我們處理的雖然是二值圖，但實(shí)際上是256級灰度圖，不過只用到了0和255兩種顏色。源程序如下：

BOOL Outline(HWND hWnd)

{

?????? DWORD??????? ?????? ????????????? OffBits,BufSize;

?? ? LPBITMAPINFOHEADER??? lpImgData;

?????? LPSTR????????????? ???? lpPtr;

HLOCAL???????? ????? ?????? ?????? hTempImgData;

?????? LPBITMAPINFOHEADER??? lpTempImgData;

?????? LPSTR????????????? ???? lpTempPtr;

?????? HDC??? ????????????????? hDc;

?????? HFILE????????????? ?????? hf;

?????? LONG?????????????? ???? x,y;

?????? int????????????????? ?????? ??????? ?????? num;

?????? int??????????????? ??????? ?????? nw,n,ne,w,e,sw,s,se;

//我們處理的實(shí)際上是256級灰度圖，不過只用到了0和255兩種顏色。

if( NumColors!=256){

MessageBox(hWnd,"Must be a mono bitmap with grayscale palette!",

"Error Message",MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);

return FALSE;

}

OffBits=bf.bfOffBits-sizeof(BITMAPFILEHEADER);

//BufSize為緩沖區(qū)大小

?????? BufSize=OffBits+bi.biHeight*LineBytes;

?????? //為新圖緩沖區(qū)分配內(nèi)存

?????? if((hTempImgData=LocalAlloc(LHND,BufSize))==NULL)

?? {

?? ???????? MessageBox(hWnd,"Error alloc memory!","Error Message",MB_OK|

MB_ICONEXCLAMATION);

return FALSE;

??? }

?? ? lpImgData=(LPBITMAPINFOHEADER)GlobalLock(hImgData);???

?????? lpTempImgData=(LPBITMAPINFOHEADER)LocalLock(hTempImgData);

//拷貝頭信息和位圖數(shù)據(jù)

?????? memcpy(lpTempImgData,lpImgData,BufSize);

?????? for (y=1;y<bi.biHeight-1;y++){ //注意y的范圍是從1到高度-2

????????????? //lpPtr指向原圖數(shù)據(jù)，lpTempPtr指向新圖數(shù)據(jù)

????????????? lpPtr=(char *)lpImgData+(BufSize-LineBytes-y*LineBytes);

????????????? lpTempPtr=(char *)lpTempImgData+(BufSize-LineBytes-y*LineBytes);

????????????? for (x=1;x<bi.biWidth-1;x++){

???????????????????? if(*(lpPtr+x)==0){ //是個黑點(diǎn)

??????????????????????????? //查找八個相鄰點(diǎn)

??????????????????????????? nw=(unsigned char)*(lpPtr+x+LineBytes-1);

??????????????????????????? n=(unsigned char)*(lpPtr+x+LineBytes);

??????????????????????????? ne=(unsigned char)*(lpPtr+x+LineBytes+1);

??????????????????????????? w=(unsigned char)*(lpPtr+x-1);

??????????????????????????? e=(unsigned char)*(lpPtr+x+1);

??????????????????????????? sw=(unsigned char)*(lpPtr+x-LineBytes-1);

??????????????????????????? s=(unsigned char)*(lpPtr+x-LineBytes);

??????????????????????????? se=(unsigned char)*(lpPtr+x-LineBytes+1);

??????????????????????????? num=nw+n+ne+w+e+sw+s+se;

??????????????????????????? if(num==0) //說明都是黑點(diǎn)

?????????????????????????????????? *(lpTempPtr+x)=(unsigned char)255; //刪除該黑點(diǎn)

???????????????????? }

????????????? }

?????? }

?? ? if(hBitmap!=NULL)

?????? ??? DeleteObject(hBitmap);

?????? hDc=GetDC(hWnd);????

?????? //創(chuàng)立一個新的位圖

?????? hBitmap=CreateDIBitmap(hDc,(LPBITMAPINFOHEADER)lpTempImgData,

(LONG)CBM_INIT,

(LPSTR)lpTempImgData+

sizeof(BITMAPINFOHEADER)+

NumColors*sizeof(RGBQUAD),

(LPBITMAPINFO)lpTempImgData,

DIB_RGB_COLORS);

hf=_lcreat("c://outline.bmp",0);

?????? _lwrite(hf,(LPSTR)&bf,sizeof(BITMAPFILEHEADER));

?????? _lwrite(hf,(LPSTR)lpTempImgData,BufSize);

?????? _lclose(hf);

?????? //釋放內(nèi)存和資源

????? ReleaseDC(hWnd,hDc);

?????? LocalUnlock(hTempImgData);

?????? LocalFree(hTempImgData);

?????? GlobalUnlock(hImgData);

?????? return TRUE;

}

7.4 種子填充

種子填充算法用來在封閉曲線形成的環(huán)中填充某中顏色，在這里我們只填充黑色。

種子填充其實(shí)上是圖形學(xué)中的算法，其原理是：準(zhǔn)備一個堆棧，先將要填充的點(diǎn)push進(jìn)堆棧中；以后，每pop出一個點(diǎn)，將該點(diǎn)涂成黑色，然后按左上右下的順序查看它的四個相鄰點(diǎn)，若為白(表示還沒有填充)，則將該鄰點(diǎn)push進(jìn)棧。一直循環(huán)，直到堆棧為空。此時，區(qū)域內(nèi)所有的點(diǎn)都被涂成了黑色。

這里，我們自己定義了一些堆棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作，實(shí)現(xiàn)了堆棧的初始化、push、pop、判斷是否為空、及析構(gòu)。

//堆棧結(jié)構(gòu)

typedef struct{

????????????? ? HGLOBAL hMem; //堆棧全局內(nèi)存句柄

? ?????????? ??POINT *lpMyStack; //指向該句柄的指針

????????????? ? LONG? ElementsNum; //堆棧的大小

????????????? ? LONG? ptr; //指向棧頂?shù)闹羔?/p>

????????????? ? }MYSTACK;

//初始化堆棧的操作，第二個參數(shù)指定堆棧的大小

BOOL InitStack(HWND hWnd,LONG StackLen)

{

?????? SeedFillStack.ElementsNum=StackLen; //將堆棧的大小賦值

?????? if((SeedFillStack.hMem=GlobalAlloc(GHND,SeedFillStack.ElementsNum*

sizeof(POINT)))==NULL)

?????? {

????????????? //內(nèi)存分配錯誤，返回FALSE;

?? ? MessageBox(hWnd,"Error alloc memory!","ErrorMessage",MB_OK|

MB_ICONEXCLAMATION);

????????????? return FALSE;

?????? }

?????? SeedFillStack.lpMyStack=(POINT *)GlobalLock(SeedFillStack.hMem);

?????? //緩沖區(qū)全部清零

memset(SeedFillStack.lpMyStack,0,SeedFillStack.ElementsNum*

sizeof(POINT));

//堆頂指針為零

?????? SeedFillStack.ptr=0;

?????? //成功，返回TRUE

?????? return TRUE;

}

//析構(gòu)函數(shù)

void DeInitStack()

{

?????? //釋放內(nèi)存，重置堆棧大小及棧頂指針。

?????? GlobalUnlock(SeedFillStack.hMem);

?????? GlobalFree(SeedFillStack.hMem);

?????? SeedFillStack.ElementsNum=0;

?????? SeedFillStack.ptr=0;

}

//push操作

BOOL MyPush(POINT p)

{

?????? POINT *TempPtr;

?????? if(SeedFillStack.ptr>=SeedFillStack.ElementsNum)

????????????? return FALSE; //棧已滿，返回FALSE

?????? //進(jìn)棧，棧頂指針加1

?????? TempPtr=(POINT *)(SeedFillStack.lpMyStack+SeedFillStack.ptr++);

?????? (*TempPtr).x=p.x;

?????? (*TempPtr).y=p.y;

?????? return TRUE;

}

//pop操作

POINT MyPop()

{

?????? POINT InvalidP;

?????? InvalidP.x=-1;

?????? InvalidP.y=-1;

?????? if(SeedFillStack.ptr<=0)

????????????? return InvalidP; //棧為空，返回?zé)o效點(diǎn)

?????? SeedFillStack.ptr--; //棧頂指針減1

?????? //返回棧頂點(diǎn)

?????? return *(SeedFillStack.lpMyStack+SeedFillStack.ptr);

}

//判斷堆棧是否為空

BOOL IsStackEmpty()

{

?????? return (SeedFillStack.ptr==0)?TRUE:FALSE;

}

如果讀者對堆棧的概念還不清楚，請參閱有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面的書籍，這里就不詳述了。

要注意的是：(1)要填充的區(qū)域是封閉的；(2)我們處理的雖然是二值圖，但實(shí)際上是256級灰度圖，不過只用到了0和255兩種顏色；(3)在菜單中選擇種子填充命令時，提示用戶用鼠標(biāo)點(diǎn)取一個要填充區(qū)域中的點(diǎn)，處理是在WM_LBUTTONDOWN中。

MYSTACK SeedFillStack;

BOOL SeedFill(HWND hWnd)

{

DWORD?? ? ????????????? OffBits,BufSize;

?? ? LPBITMAPINFOHEADER??? lpImgData;

?????? HLOCAL???????????? ???? hTempImgData;

?????? LPBITMAPINFOHEADER??? lpTempImgData;

?????? LPSTR????????????? ???? lpTempPtr,lpTempPtr1;

?????? HDC????? ?????????? ????????????? ?????? hDc;

?????? HFILE????????????? ????? hf;

?????? POINT????????????? ???? CurP,NeighborP;

//我們處理的實(shí)際上是256級灰度圖，不過只用到了0和255兩種顏色。

?????? if( NumColors!=256){

MessageBox(hWnd,"Must be a mono bitmap with grayscale palette!",

"Error Message",MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);

return FALSE;

}

OffBits=bf.bfOffBits-sizeof(BITMAPFILEHEADER);

//BufSize為緩沖區(qū)大小

?????? BufSize=OffBits+bi.biHeight*LineBytes;

//為新圖緩沖區(qū)分配內(nèi)存

?????? if((hTempImgData=LocalAlloc(LHND,BufSize))==NULL)

?? {

?? ???????? MessageBox(hWnd,"Error alloc memory!","Error Message",MB_OK|

MB_ICONEXCLAMATION);

return FALSE;

??? }

?? ? lpImgData=(LPBITMAPINFOHEADER)GlobalLock(hImgData);???

?????? lpTempImgData=(LPBITMAPINFOHEADER)LocalLock(hTempImgData);

//拷貝頭信息和位圖數(shù)據(jù)

?????? memcpy(lpTempImgData,lpImgData,BufSize);

?????? if(!InitStack(hWnd,(LONG)bi.biHeight*bi.biWidth)){? //初始化堆棧

????????????? //若失敗，釋放內(nèi)存，返回

????????????? LocalUnlock(hTempImgData);

????????????? LocalFree(hTempImgData);

????????????? GlobalUnlock(hImgData);

????????????? return FALSE;

?????? }

?????? lpTempPtr=(char*)lpTempImgData+

(BufSize-LineBytes-SeedPoint.y*LineBytes)+SeedPoint.x;

?????? if(*lpTempPtr==0){

????????????? //鼠標(biāo)點(diǎn)到了黑點(diǎn)上，提示用戶不能選擇邊界上的點(diǎn)，返回FALSE

MessageBox(hWnd,"The point you select is a contour point!",

"Error Message",MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);

????????????? LocalUnlock(hTempImgData);

????????????? LocalFree(hTempImgData);

????????????? GlobalUnlock(hImgData);

????????????? DeInitStack();

return FALSE;

?????? }

?????? //push該點(diǎn)(用戶用鼠標(biāo)選擇的，處理是在WM_LBUTTONDOWN中

?????? MyPush(SeedPoint);

?????? while(!IsStackEmpty()) //堆棧不空則一直處理

?????? {

????????????? CurP=MyPop(); //pop棧頂?shù)狞c(diǎn)

????????????? lpTempPtr=(char*)lpTempImgData+

(BufSize-LineBytes-CurP.y*LineBytes)+CurP.x;

????????????? //將該點(diǎn)涂黑

????????????? *lpTempPtr=(unsigned char)0;

????????????? //左鄰點(diǎn)

????????????? if(CurP.x>0) //注意判斷邊界

????????????? {

???????????????????? NeighborP.x=CurP.x-1;

???????????????????? NeighborP.y=CurP.y;

???????????????????? lpTempPtr1=lpTempPtr-1;

???????????????????? if(*lpTempPtr1!=0) //如果為白，表示還沒有填，進(jìn)棧

??????????????????????????? MyPush(NeighborP);

????????????? }

//上鄰點(diǎn)

????????????? if(CurP.y>0) //注意判斷邊界

????????????? {

???????????????????? NeighborP.x=CurP.x;

???????????????????? NeighborP.y=CurP.y-1;

???????????????????? lpTempPtr1=lpTempPtr+LineBytes;

???????????????????? if(*lpTempPtr1!=0) //如果為白，表示還沒有填，進(jìn)棧

??????????????????????????? MyPush(NeighborP);

????????????? }

//右鄰點(diǎn)

????????????? if(CurP.x<bi.biWidth-1) //注意判斷邊界

????????????? {

???????????????????? NeighborP.x=CurP.x+1;

???????????????????? NeighborP.y=CurP.y;

???????????????????? lpTempPtr1=lpTempPtr+1;

???????????????????? if(*lpTempPtr1!=0) //如果為白，表示還沒有填，進(jìn)棧

??????????????????????????? MyPush(NeighborP);

????????????? }

????????????? //下鄰點(diǎn)

????????????? if(CurP.y<bi.biHeight-1) //注意判斷邊界

????????????? {

???????????????????? NeighborP.x=CurP.x;

???????????????????? NeighborP.y=CurP.y+1;

???????????????????? lpTempPtr1=lpTempPtr-LineBytes;

???????????????????? if(*lpTempPtr1!=0) //如果為白，表示還沒有填，進(jìn)棧

??????????????????????????? MyPush(NeighborP);

????????????? }

?????? }

?????? //析構(gòu)堆棧，釋放內(nèi)存

?????? DeInitStack();

if(hBitmap!=NULL)

?????? ??? DeleteObject(hBitmap);

?????? hDc=GetDC(hWnd);????

?????? //創(chuàng)建新的位圖

?????? hBitmap=CreateDIBitmap(hDc,(LPBITMAPINFOHEADER)lpTempImgData,

(LONG)CBM_INIT,

(LPSTR)lpTempImgData+

sizeof(BITMAPINFOHEADER)+

NumColors*sizeof(RGBQUAD),

(LPBITMAPINFO)lpTempImgData,

DIB_RGB_COLORS);

?????? hf=_lcreat("c://seed.bmp",0);

?????? _lwrite(hf,(LPSTR)&bf,sizeof(BITMAPFILEHEADER));

?????? _lwrite(hf,(LPSTR)lpTempImgData,BufSize);

?????? _lclose(hf);

?????? //釋放內(nèi)存和資源

????? ReleaseDC(hWnd,hDc);

?????? LocalUnlock(hTempImgData);

?????? LocalFree(hTempImgData);

?????? GlobalUnlock(hImgData);

?????? return TRUE;

}

7.5 輪廓跟蹤

輪廓跟蹤，顧名思義就是通過順序找出邊緣點(diǎn)來跟蹤出邊界。圖7.9經(jīng)輪廓跟蹤后得到的結(jié)果如圖7.11所示。

圖7.11??? 圖7.9輪廓跟蹤后的結(jié)果

一個簡單二值圖象閉合邊界的輪廓跟蹤算法很簡單：首先按從上到下，從左到右的順序搜索，找到的第一個黑點(diǎn)一定是最左上方的邊界點(diǎn)，記為A。它的右，右下，下，左下四個鄰點(diǎn)中至少有一個是邊界點(diǎn)，記為B。從開始B找起，按右，右下，下，左下，左，左上，上，右上的順序找相鄰點(diǎn)中的邊界點(diǎn)C。如果C就是A點(diǎn)，則表明已經(jīng)轉(zhuǎn)了一圈，程序結(jié)束；否則從C點(diǎn)繼續(xù)找，直到找到A為止。判斷是不是邊界點(diǎn)很容易：如果它的上下左右四個鄰居都是黑點(diǎn)則不是邊界點(diǎn)，否則是邊界點(diǎn)。源程序如下，其中函數(shù)IsContourP用來判斷某點(diǎn)是不是邊界點(diǎn)。

BOOL Contour(HWND hWnd)

{

?????? DWORD? ??????????????????? ?????? OffBits，BufSize;

LPBITMAPINFOHEADER??? lpImgData;

?????? LPSTR????????????? ???? lpPtr;

?????? HLOCAL???????????? ???? hTempImgData;

?????? LPBITMAPINFOHEADER??? lpTempImgData;

?????? LPSTR????????????? ???? lpTempPtr;

?????? HDC??????????????? ????? hDc;

?????? HFILE????????????? ????? hf;

?????? LONG?????????????? ???? x,y;

?????? POINT????????????? ???? StartP,CurP;

?????? BOOL?????????????? ????? found;

?????? int??????????????? ??????? i;

int?????? direct[8][2]={{1,0},{1,1},{0,1},{-1,1},{-1,0},{-1,-1},{0,-1},{1,-1}};

//我們處理的實(shí)際上是256級灰度圖，不過只用到了0和255兩種顏色。

?????? if( NumColors!=256){

MessageBox(hWnd,"Must be a mono bitmap with grayscale palette!",

"Error Message",MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);

return FALSE;

}

//到位圖數(shù)據(jù)的偏移值

?????? OffBits=bf.bfOffBits-sizeof(BITMAPFILEHEADER);

?????? //緩沖區(qū)大小

BufSize=OffBits+bi.biHeight*LineBytes;

//為新圖緩沖區(qū)分配內(nèi)存

?????? if((hTempImgData=LocalAlloc(LHND,BufSize))==NULL)

?? ? {

?????? MessageBox(hWnd,"Error alloc memory!","Error Message",

MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION);

return FALSE;

}

? ??? lpImgData=(LPBITMAPINFOHEADER)GlobalLock(hImgData);

?????? lpTempImgData=(LPBITMAPINFOHEADER)LocalLock(hTempImgData);

?????? //新圖緩沖區(qū)初始化為255

?????? memset(lpTempImgData,(BYTE)255,BufSize);

?????? //拷貝頭信息

?????? memcpy(lpTempImgData,lpImgData,OffBits);

?????? //找到標(biāo)志置為假

?????? found=FALSE;

?????? for (y=0;y<bi.biHeight && !found; y++){

????????????? lpPtr=(char *)lpImgData+(BufSize-LineBytes-y*LineBytes);

????????????? for (x=0;x<bi.biWidth && !found; x++)

???????????????????? if (*(lpPtr++) ==0) found=TRUE;

//找到了最左上的黑點(diǎn)，一定是個邊界點(diǎn)

?????? }

?????? if(found){ //如果找到了，才做處理

//從循環(huán)退出時，x，y坐標(biāo)都做了加1的操作。在這里把它們減1，得到

//起始點(diǎn)坐標(biāo)StartP

????????????? StartP.x=x-1;

????????????? StartP.y=y-1;

????????????? lpTempPtr=(char*)lpTempImgData+

(BufSize-LineBytes-StartP.y*LineBytes)+StartP.x;

????????????? *lpTempPtr=(unsigned char)0; //起始點(diǎn)涂黑

????????????? //右鄰點(diǎn)

?? ???????? CurP.x=StartP.x+1;

????????????? CurP.y=StartP.y;

????????????? lpPtr=(char *)lpImgData+(BufSize-LineBytes-CurP.y*LineBytes)+CurP.x;

????????????? if(*lpPtr!=0){ //若右鄰點(diǎn)為白，則找右下鄰點(diǎn)

?????? ?? ???????? CurP.x=StartP.x+1;

???????????????????? CurP.y=StartP.y+1;

???????????????????? lpPtr=(char*)lpImgData+

(BufSize-LineBytes-CurP.y*LineBytes)+CurP.x;

???????????????????? if(*lpPtr!=0){ //若仍為白，則找下鄰點(diǎn)

?????? ?? ??????????????? CurP.x=StartP.x;

??????????????????????????? CurP.y=StartP.y+1;

???????????????????? }

???????????????????? else{ //若仍為白，則找左下鄰點(diǎn)

?????? ?? ??????????????? CurP.x=StartP.x-1;

??????????????????????????? CurP.y=StartP.y+1;

???????????????????? }

????????????? }

????????????? while (! ( (CurP.x==StartP.x) &&(CurP.y==StartP.y))){ //知道找到起始點(diǎn)，

//循環(huán)才結(jié)束

???????????????????? lpTempPtr=(char*)lpTempImgData+

(BufSize-LineBytes-CurP.y*LineBytes)+CurP.x;

???????????????????? *lpTempPtr=(unsigned char)0;

???????????????????? for(i=0;i<8;i++){

//按右，右上，上，左上，左，左下，下，右下的順序找相鄰點(diǎn)

//direct[i]中存放的是該方向x,y的偏移值

??????????????????????????? x=CurP.x+direct[i][0];

??????????????????????????? y=CurP.y+direct[i][1];

????????????? //lpPtr指向原圖數(shù)據(jù)，lpTempPtr指向新圖數(shù)據(jù)

??????????????????????????? lpTempPtr=(char*)lpTempImgData+

(BufSize-LineBytes-y*LineBytes)+x;

??????????????????????????? lpPtr=(char *)lpImgData+(BufSize-LineBytes-y*LineBytes)+x;

??????????????????????????? if(((*lpPtr==0)&&(*lpTempPtr!=0))||

((x==StartP.x)&&(y==StartP.y)))

??????????????????????????? //原圖中為黑點(diǎn)，且新圖中為白點(diǎn)(表示還沒搜索過)時才處理

??????????????????????????? //另一種可能是找到了起始點(diǎn)

??????????????????????????? ?????? if(IsContourP(x,y,lpPtr)){ //若是個邊界點(diǎn)

?????????????????????????????????? ?????? //記住當(dāng)前點(diǎn)的位置

??????????????????????????? CurP.x=x;

????????????????????????????????????????? CurP.y=y;

????????????????????????????????????????? break;

?????????????????????????????????? }

???????????????????? }

????????????? }

?????? }

? ??if(hBitmap!=NULL)

?????? ??? DeleteObject(hBitmap);

?????? hDc=GetDC(hWnd);

?????? //創(chuàng)立一個新的位圖

?????? hBitmap=CreateDIBitmap(hDc,(LPBITMAPINFOHEADER)lpTempImgData,

(LONG)CBM_INIT,

(LPSTR)lpTempImgData+

sizeof(BITMAPINFOHEADER)+

NumColors*sizeof(RGBQUAD),

??????????????????? ????????????? (LPBITMAPINFO)lpTempImgData,

DIB_RGB_COLORS);

?????? hf=_lcreat("c://contour.bmp",0);

?????? _lwrite(hf,(LPSTR)&bf,sizeof(BITMAPFILEHEADER));

?????? _lwrite(hf,(LPSTR)lpTempImgData,BufSize);

?????? _lclose(hf);

?????? //釋放內(nèi)存和資源

????? ReleaseDC(hWnd,hDc);

?????? LocalUnlock(hTempImgData);

?????? LocalFree(hTempImgData);

?????? GlobalUnlock(hImgData);

?????? return TRUE;

}

//判斷某點(diǎn)是不是邊界點(diǎn)，參數(shù)x,y 為該點(diǎn)坐標(biāo)，lpPtr為指向原數(shù)據(jù)的指針

BOOL IsContourP(LONG x,LONG y, char *lpPtr)

{

?????? int??? num,n,w,e,s;

?????? n=(unsigned char)*(lpPtr+LineBytes); //上鄰點(diǎn)

?????? w=(unsigned char)*(lpPtr-1); //左鄰點(diǎn)

?????? e=(unsigned char)*(lpPtr+1); //右鄰點(diǎn)

?????? s=(unsigned char)*(lpPtr-LineBytes); //下鄰點(diǎn)

?????? num=n+w+e+s;

?????? if(num==0) //全是黑點(diǎn)，說明是個內(nèi)部點(diǎn)而不是邊界點(diǎn)

????????????? return FALSE;

?????? return TRUE;

?

}