视频图像采集及处理系统（VC+VFW+MFC）

摘要

　　数字图像技术的主要优点:信息量大，应用范围广，处理及传输方便等，是人类利用它获取信息的主要原因。视频图像处理技术的应用范围很广，主要涉及到的领域包括消费类电子、医学成像、视频监控、气象遥感等领域。这些领域的产品都具有一个共同的技术基础：视频信号的采集、显示、处理及网络传输。本文在此大背景前提下进行研究与设计，抓住市场消费热点，具有较强的技术外延性。

　　本论文整体规划如下：首先分析数字视频系统的通用功能，其次介绍课题整体方案设计思路，最后着重详细介绍了各模块的设计。本次设计主要包括两大模块部分:

　　第一模块部分为视频信号采集与显示部分。本部分基于 VFW 平台来实现，利用微软所提供的函数库 VFW 软件包提供的 API函数进行开发，充分发挥 VFW函数类模块化的优势。视频信号采集及显示部分的主要工作包括有：视频信号采集方案设计与实现，缓冲存储方案设计与实现，图像显示方案的设计与实现等。

　　实现了图像从摄像头采集输入到 PC 显示器实时动态显示的良好效果。

　　第二模块部分为视频图像处理部分。本部分采用基于 MFC 平台设计，充分发挥了 MFC 类库的优势。本模块部分的主要工作包括：在简要介绍数字位图基本概念及显示原理的基础上，利用 MFC 类库处理数字位图。本部分最终将实现图像的几何变换、颜色处理、平滑和锐化处理等。

　　本文两部分方便结合，顺利的实现了视频图像的采集与处理系统设计。这种开发视频图像采集与处理相结合的方式，具有实时性强，验证方便，设计周期短等优点，具有极大实用性。

　　关键词：VFW，MFC，图像采集，图像处理

ABSTRACT

　　Digital image technology has become an important source for human to access information，because of the advantages of its large amounts of information， convenient of processing and transportation，and a wide range of applications．The application of video image processing technology mainly includes the field of digital broadcasting ， consumer electronics ， video surveillance ， medical imaging and document image processing．These products have a common technical basis：

　　acquisition，display，processing and network transmission of video signal．In this paper，the basis of this technology for research and design，closely linked to the hot spots of market consumption，with a strong technology extensionality．This thesis，after analyzing the general function and introduction of planning overall designing of digital video system，focuses on the design of the various parts．Design is mainly divided into two parts：

　　The first part is video signal acquisition and display．This section is based on the VFW platform design，the API function provided by VFW software package of function library provided by Microsoft for development，give full play to the advantage of VFW function modules．The main work of this part contains: design and implementation of video signal acquisition，buffer storage and display programs，this part can achieve good results about image from camera input to PC real-time dynamic display．Second part is video image processing．This part design based on the MFC platform，and give full play to the advantages of the MFC library．The main work of this part contains：After briefly introducing the basic concepts and display principle of the digital bitmap，using MFC library to process digital bitmap，including the implementation of image geometric transformation，color processing，smoothing and sharpening processing ， finally to realize the video image processing platform miniaturization and convenient．The two parts in this article combine conveniently，implement acquisition and processing system of video image successfully．This way to develop video image algorithm is flexible，short design cycle，easy verification，has great advantage．

　　Key words：VFW，MFC，Image acquisition，Image processing

　　在这个信息爆炸的时代，信息技术和信息产业在人类社会中具有不可替代的作用和影响。以多媒体为代表的信息技术的飞速发展及应用，推动了许多相关产业的渗透和发展，极大的改变了当代社会的生活方式及工作结构。多媒体，即多种信息媒介，通常包括文本、图形、声音、影像、动画和视频等多种信息的综合处理、建立逻辑关系和人机交互作用的技术[1]。由此可见，图形和图像是多媒体的基础，多媒体的广泛应用，在很大程度上都得益于丰富多彩，变幻多端的图形和图像。

　　众所周知，人类获取信息的来源众多，而图像信息是其中的主要来源之一，人类约有 70%以上的信息来自于对图像的研究，因此由图像所提供的信息是其他途径所无法比拟的。而视频图像是静态图像的连续序列，它除了能提供高速的信息传递之外，还可以显示瞬间的相互关系，是一种对客观事物的更生动、形象的描述方式[1]。因此视频图像的采集与处理在实时图像采集处理系统中占有着重要的地位，比如在车牌号码的识别、车辆的检测、人脸识别等系统中，都要求对视频图像进行实时采集，并进行相关的处理。

　　视频图像目前已经成为大家获取信息和利用信息的重要来源和主要手段，它具有携带信息量大，应用范围广，处理及传输方便等优点[2]。随着计算机软、硬件技术的迅猛发展，近几年来，视频图像处理技术因为其灵活性高、复现性好、处理精度高、适用面宽等优点得到了快速发展，并广泛应用于遥感、气象、军事等领域。视频图像处理技术在上述领域的需求不断增长，其相关输入输出设备的技术也跟着相应发展，相关领域和技术的发展又反过来推动图像处理技术的快速发展，所以图像处理技术已成为计算机科学、医学、信息科学和生物学等众多学科的研究对象[3]。随着视频图像处理技术的迅猛发展和相关理论的不断完善，它已经给人类创造了巨大的社会效益和经济效益，例如利用卫星遥感对全球环境气候进行监测，指纹识别技术在安防领域的应用等。视频图像处理技术在生产、生活、科学研究等各个领域都有重大应用[4]。

　　视频图像处理技术在生物医学方面也有着非常广泛的应用，在临床诊断和病理研究方面，都需要用到图像处理技术，其直观、安全方便、无创伤等优点被大家普遍接受[7,8]。在生物技术上应用最成功的例子，除了 CT、X 光之外，还有医学显微图像的分析和处理，即自动化的细胞分析仪，如癌细胞的识别、超声波图像的分析、对红、白细胞分类、染色体分析等[5~8]。

　　当前通信的主要发展方向是图像、声音、文字以及数据相结合的多媒体通信，详细的说就是将电视网、电话网以及计算机网络等结合起来在数字通信网上进行传输[5,9]，如视频会议等。而视频图像的传输是其中较为困难和复杂的，因为图像数据是非常庞大的，如彩色电视信号的传输速度高达每秒一百多兆比特，面对高速率要求的数据实时传输，必须采用图像处理中的编解码技术来对图像进行压缩等处理[9,10]。

　　在工业生产中可以利用图像处理技术来对产品进行质量检测、生产过程中自动监控和计算机辅助设计与制造。如在实际生产过程中，检测大型设备轴类工件的平行度是相当困难的，但是也是必须的。利用数字图像处理技术实现的轴平行度检测，只需要借助于一台数码相机或其他视频图像采集器，来获取检测轴的图像信号。然后利用图像处理技术，消除图像失真，就能获得轴之间的平行度信息。

　　视频图像采集及处理系统功能实现：

图像保存对话框

视频格式设置对话框

视频源设置对话框

视频压缩设置对话框

视频图像采集运行结果

图像处理模块运行界面

目 录

　　第 1 章 绪论
　　　　1.1 视频图像技术的应用和发展
　　　　　　1.1.1 视频图像技术的广泛应用
　　　　　　1.1.2 视频图像处理的未来发展趋势
　　　　1.2 国内外研究现状
　　　　1.3 本课题研究意义
　　　　1.4 论文的结构安排
　　　　1.5 本章小结
　　第 2 章 视频图像采集及处理系统整体设计
　　　　2.1 系统开发环境介绍
　　　　　　2.1.1 VC++6.0 集成开发环境
　　　　2.2 系统整体功能分析
　　　　　　2.2.1 启动画面
　　　　　　2.2.2 图像采集功能
　　　　　　2.2.3 图像处理功能
　　　　2.3 系统整体结构设计
　　　　2.4 本章小结
　　第 3 章 视频图像采集系统设计实现
　　　　3.1 VFW 技术简介
　　　　3.2 视频图像采集设计及其主要代码实现
　　　　　　3.2.1 摄像头的简单介绍及选择
　　　　　　3.2.2 视频图像采集功能开发流程设计
　　　　　　3.2.3 视频图像采集功能具体实现
　　　　3.3 视频图像实时采集功能运行结果
　　　　3.4 本章小结
　　第 4 章 视频图像处理模块设计实现
　　　　4.1 图像文件格式
　　　　4.2 图像处理模块的设计与实现
　　　　　　4.2.1 图像点处理
　　　　　　4.2.2 图像几何处理
　　　　　　4.2.3 图像增强处理
　　　　4.3 本章小结
　　第 5 章 结论与展望
　　　　5.1 课题总结
　　　　5.2 研究展望
　　参考文
　　致
　　攻读学位期间的研究成果

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