本文主要讲述基于VC++6.0 MFC图像处理的应用知识，主要结合自己大三所学课程《数字图像处理》及课件进行回忆讲解，主要通过MFC单文档视图实现点击弹出对话框绘制BMP图片的灰度直方图，再获取平均灰度、中指灰度和标准差等值。文章比较详细基础，希望该篇文章对你有所帮助~
       【数字图像处理】一.MFC详解显示BMP格式图片
       【数字图像处理】二.MFC单文档分割窗口显示图片
       【数字图像处理】三.MFC实现图像灰度、采样和量化功能详解
        免费资源下载地址：
        http://download.csdn.net/detail/eastmount/8757243

 

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(GREEN BLUE)对应像素XS
        IDC_STATIC_PJHD_RED(GREEN BLUE)对应平均灰度PJHD
        IDC_STATIC_ZZHD_RED(GREED BLUE)对应中值灰度ZZHD
        IDC_STATIC_BZC_RED(GREEN BLUE)对应标准差BZC
 

       第二步：建立类向导MFC ClassWizard
        (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Member Variables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 #include "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。

1. //引用显示直方图头文件

2. #include "ImageZFTDlg.h"

3. #include "math.h"

4.  

5. /*全局变量在TestZFTDlg.cpp中引用 用extern*/

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

7.  

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<m_nImage/3; 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int Red[256];再在子文件.cpp中函数里调用该全局变量即可extern int Red[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void CImageZFTDlg::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
        CRect rectpic;
        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 = new CPen();
        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);
        delete RedPen;
        ReleaseDC(pDC);

        第三步：源代码与详细注释思想
        在ImageZFTDlg.cpp中修改OnPaint函数：

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

2. void CImageZFTDlg::OnPaint()

3. {

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

5.  

6. // TODO: Add your message handler code here

7.  

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

9. /* 重点知识:(百度)

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. /*

15. /* 解决方法一: (CSDN 不会)参数用 A& a 两个对话框里都可以访问a

16. /* 解决方法二: (CSDN 不会)重载

17. /*

18. /* 解决:在View.cpp中定义全局变量 void CBmpDrawView::OnZftYt() 前面 并函数中操作

19. /* 在dialog的cpp中即void CTestZFTDlg::OnPaint()中在定义一个extern int a

20. /********************************************************************************/

21.  

22. extern int Red[256],Green[256],Blue[256];

23.  

24. /*写在该空间中可以省略Invalidate()语句*/

25. /*获取控件的CDC指针*/

26. CRect rectpic;

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

28.  

29. int x,y;

30. x=rectpic.Width();

31. y=rectpic.Height();

32.  

33. CWnd *pWnd=GetDlgItem(IDC_STATIC_KJ);

34. CDC *pDC=pWnd->GetDC();

35.  

36. /***********************/

37. /*重点:画直方图 红色

38. /**********************/

39. CPen *RedPen=new CPen(); //创建画笔对象

40. RedPen->CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(255,0,0)); //红色画笔

41. CGdiObject *RedOlderPen=pDC->SelectObject(RedPen); //选中当前红色画笔并保存以前的画笔

42.  

43. /*画图*/

44. pDC->Rectangle(9,16,312,147); //画一个矩形框

45. pDC->MoveTo(15,20); //绘制坐标轴

46. pDC->LineTo(15,128); //Y竖轴

47. pDC->LineTo(305,128); //X横轴

48.  

49. pDC->MoveTo(305,128); //绘制X箭头

50. pDC->LineTo(300,123); //绘制上边箭头

51. pDC->MoveTo(305,128);

52. pDC->LineTo(300,133); //绘制下边箭头

53.  

54. pDC->MoveTo(15,20); //绘制Y箭头

55. pDC->LineTo(10,25); //绘制左边箭头

56. pDC->MoveTo(15,20);

57. pDC->LineTo(20,25); //绘制右边箭头

58.  

59. /**********************************************************************/

60. /* TextOut函数功能:

61. /* 该函数用当前选择的字体、背景颜色和正文颜色将一个字符串写到指定位置

62. /* BOOL TextOut(HDC hdc,int x,int y,LPCTSTR str,int numStr)

63. /* 表示:x起始坐标,y起始坐标,字符串,字符串中字符个数

64. /*

65. /* SetTextColor函数功能:

66. /* 设置指定设备环境(HDC)的字体颜色

67. /* SetTextColor (HDC, COLORREF) 如:SetTextColor(HDC,RGB(255,0,0));

68. /**********************************************************************/

69.  

70. CString str;

71. int i;

72. for(i=0;i<=5;i++) //写X轴刻度线

73. {

74. str.Format("%d",i*50); //0-255之间添加6个刻度值

75. pDC->SetTextColor(RGB(255,0,255)); //设置字体颜色

76. pDC->TextOut(15+48*i,130,str); //输出字体

77. pDC->MoveTo(15+48*i,128); //绘制X轴刻度

78. pDC->LineTo(15+48*i,125);

79. }

80. for(i=0;i<=5;i++) //写Y轴刻度线

81. {

82. pDC->MoveTo(15,128-20*i); //绘制Y轴刻度

83. pDC->LineTo(18,128-20*i);

84. }

85.  

86. /*绘制直方图主要的代码*/

87. for(i=1;i<256;i++)

88. {

89. pDC->MoveTo(15+i,128);

90. if( (128-16) > (Red[i]/40) )

91. pDC->LineTo(15+i,128-(Red[i]/40));

92. else

93. pDC->LineTo(15+i,16); //超过矩形的画矩形高

94. }

95.  
96.  

97. /**********************/

98. /*重点:画直方图 绿色

99. /**********************/

100. CPen *GreenPen=new CPen(); //创建画笔对象

101. GreenPen->CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(0,255,0)); //绿色画笔

102. CGdiObject *GreenOlderPen=pDC->SelectObject(GreenPen);

103.  

104. pDC->Rectangle(9,167,312,308); //画一个矩形框

105. pDC->MoveTo(15,171); //绘制坐标轴

106. pDC->LineTo(15,288); //Y竖轴

107. pDC->LineTo(305,288); //X横轴

108.  

109. pDC->MoveTo(305,288); //绘制X箭头

110. pDC->LineTo(300,283); //绘制上边箭头

111. pDC->MoveTo(305,288);

112. pDC->LineTo(300,293); //绘制下边箭头

113.  

114. pDC->MoveTo(15,171); //绘制Y箭头

115. pDC->LineTo(10,176); //绘制左边箭头

116. pDC->MoveTo(15,171);

117. pDC->LineTo(20,176); //绘制右边箭头

118.  

119. for(i=0;i<=5;i++) //写X轴刻度线

120. {

121. str.Format("%d",i*50); //0-255之间添加6个刻度值

122. pDC->SetTextColor(RGB(255,0,255)); //设置字体颜色

123. pDC->TextOut(15+48*i,290,str); //输出字体

124.  

125. pDC->MoveTo(15+48*i,288); //绘制X轴刻度

126. pDC->LineTo(15+48*i,285);

127. }

128. for(i=0;i<=5;i++) //写Y轴刻度线

129. {

130. pDC->MoveTo(15,288-20*i); //绘制Y轴刻度

131. pDC->LineTo(18,288-20*i);

132. }

133.  

134. /*绘制直方图主要的代码*/

135. for(i=1;i<256;i++)

136. {

137. pDC->MoveTo(15+i,288);

138. if( (288-167) > (Green[i]/40) )

139. pDC->LineTo(15+i,288-(Green[i]/40));

140. else

141. pDC->LineTo(15+i,167); //超过矩形的画矩形高

142. }

143.  
144.  

145. /**********************/

146. /*重点:画直方图 蓝色

147. /***************((*****/

148. CPen *BluePen=new CPen(); //创建画笔对象

149. BluePen->CreatePen(PS_SOLID,1,RGB(0,0,255)); //蓝色画笔

150. CGdiObject *BlueOlderPen=pDC->SelectObject(BluePen);

151.  

152. pDC->Rectangle(9,327,312,468); //画一个矩形框

153. pDC->MoveTo(15,331); //绘制坐标轴

154. pDC->LineTo(15,448); //Y竖轴

155. pDC->LineTo(305,448); //X横轴

156.  

157. pDC->MoveTo(305,448); //绘制X箭头

158. pDC->LineTo(300,443); //绘制上边箭头

159. pDC->MoveTo(305,448);

160. pDC->LineTo(300,453); //绘制下边箭头

161.  

162. pDC->MoveTo(15,331); //绘制Y箭头

163. pDC->LineTo(10,336); //绘制左边箭头

164. pDC->MoveTo(15,331);

165. pDC->LineTo(20,336); //绘制右边箭头

166.  
167.  

168. for(i=0;i<=5;i++) //写X轴刻度线

169. {

170. str.Format("%d",i*50); //0-255之间添加6个刻度值

171. pDC->SetTextColor(RGB(255,0,255)); //设置字体颜色

172. pDC->TextOut(15+48*i,450,str); //输出字体

173.  

174. pDC->MoveTo(15+48*i,448); //绘制X轴刻度

175. pDC->LineTo(15+48*i,445);

176. }

177. for(i=0;i<=5;i++) //写Y轴刻度线

178. {

179. pDC->MoveTo(15,448-20*i); //绘制Y轴刻度

180. pDC->LineTo(18,448-20*i);

181. }

182.  

183. /*绘制直方图主要的代码*/

184. for(i=1;i<256;i++)

185. {

186. pDC->MoveTo(15+i,448);

187. if( (448-327) > (Blue[i]/40) )

188. pDC->LineTo(15+i,448-(Blue[i]/40));

189. else

190. pDC->LineTo(15+i,327); //超过矩形的画矩形高

191. }

192.  
193.  

194. //恢复以前的画笔

195. pDC->SelectObject(RedOlderPen);

196. pDC->SelectObject(GreenOlderPen);

197. pDC->SelectObject(BlueOlderPen);

198. delete RedPen;

199. delete GreenPen;

200. delete BluePen;

201. ReleaseDC(pDC);

202. return;

203.  

204. // Do not call CDialog::OnPaint() for painting messages

205. }

        

//

转载：https://blog.csdn.net/eastmount/article/details/46237463