基于MFC的图片浏览器的设计与实现毕业论文文档格式.docx

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3.3.4TGA解码/编码模块17

3.3.5JPEG、GIF解码/编码模块20

3.3.6图像显示模块20

3.3.7全屏浏览模块22

3.3.8图像缩放模块23

3.3.9图像旋转模块24

3.3.10图像特效显示25

4系统的关键技术及难点27

4.1资源的分配和释放27

4.2使用JPEG和GIF读写库时缓冲区格式的转换28

4.3实现旋转时对内存的位操作30

4.4直接对内存中图像数据进行操作实现的特效32

4.5右键菜单的实现33

4.6浏览功能的实现34

5软件测试与改进思想36

5.1软件测试36

5.2改进思想36

6结束语37

参考文献38

Abstract39

致谢40

仲恺农业工程学院毕业论文（设计）成绩评定表41

1绪论

数字图像处理的英文名称是“DigitalImageProcessing”。

通常所说的数字图像处理是指用计算机对图像信息进行的处理，因此也称为计算机图像处理（ComputerImageProcessing）。

数字图像及其处理技术之所以发展的如此迅速并获得广泛的应用，与其自身的优点是息息相关的。

数字图像显示技术具有如下优点：

1）再现性好

数字图像处理与模拟图像处理的根本不同在于，它不会因图像的存储、传输或复制等一系列变换操作而导致图像质量的退化。

只要图像在数字化时准确地表现了原稿，则数字图像处理过程始终能保持图像的再现。

2）处理精度高

按目前的技术，几乎可将一幅模拟图像数字化为任意大小的二维数组，这主要取决于图像数字化设备的能力。

现代扫描仪可以把每个像素的灰度等级量化为16位甚至更高，这意味着图像的数字化精度可以达到满足任一应用需求。

对计算机而言，不论数组大小，也不论每个像素的位数多少，其处理程序几乎是一样的。

换言之，从原理上讲不论图像的精度有多高，处理总是能实现的，只要在处理时改变程序中的数组参数就可以了。

回想一下图像的模拟处理，为了要把处理精度提高一个数量级，就要大幅度地改进处理装置，这在经济上是极不合算的。

3）适用面宽

图像可以来自于多种信息源，它们可以是可见光图像，也可以是不可见的波谱图像（例如X射线图像、射线图像、超声波图像或红外图像等）。

从图像反映的客观实体尺度看，可以小到电子显微镜图像，大到航空照片、遥感图像甚至天文望远镜图像。

这些来自不同信息源的图像只要被变换为数字编码形式后，均是用二维数组表示的灰度图像（彩色图像也是由灰度图像组合成的，例如RGB图像由红、绿、蓝三个灰度图像组合而成），因而均可用计算机来处理。

即只要针对不同的图像信息源，采取相应的图像信息采集措施，图像的数字处理方法可适用于任何一种图像。

4）灵活性高

图像处理大体上可分为图像的像质改善、图像分析和图像重建三大部分，每一部分均包含丰富的内容。

由于图像的光学处理从原理上讲只能进行线性运算，这极大地限制了光学图像处理能实现的目标。

而数字图像处理不仅能完成线性运算，而且能实现非线性处理，即凡是可以用数学公式或逻辑关系来表达的一切运算均可用数字图像处理实现。

鉴于数字图像自身的特点，对其进行处理也不是一步就能完成的过程。

可将它分成诸多步骤，必须一个接一个地执行这些步骤，直到提取出有用的数据。

而这些步骤中，数据的存储、表示又占有相当重要的地位，可以说，这是图像处理中最基本的技术。

因此，掌握不同格式图像的编码解码、读写、显示等方法是必不可少的。

为什么会需要如此众多不同类型的图像文件格式呢？

简单的回答就是因为有太多不同类型的图像以及众多不同需求的应用。

完整一些的回答还要考虑到市场份额、所有权以及在图像工业中缺乏的必要协调。

但是，已经有一些标准的文件格式被开发出来。

许多其他图像类型可以通过图像转换软件很容易地转换成这些文件格式，如本设计最终开发出的软件就可以将图像在BMP、PCX、TGA、GIF及JPEG之间互相转换。

与计算机图像相关的一个领域就是计算机图形学。

计算机图形学是计算机科学的一个特殊领域，它指的是通过计算机对可视数据进行再现，这包括为显示或打印生成计算机图像，以及为输出到监视器、打印机、照相机或其他能提供图像的设备上生成和处理的任何图像（真实的或人造的）。

可以认为计算机图形学是计算机图像技术的一部分，图形设计师所使用的许多工具也正在被计算机图像专业人士所采用。

在计算机图形学中，图像数据的类型被分为两个主要种类：

矢量和位图。

矢量图像是指仅通过存储关键点来表达线条、曲线和形体的方法。

这些关键点足以对形体进行定义，而将它变成图像的过程称之为渲染。

当图像被渲染之后，它可以被认为是位图格式，其中每一个像素都具有与之相关的特定值。

位图图像（也称之为光栅图像）可由图像模型I（r,c）来表示，其中包含像素数据以及某些文件格式存储的相应的亮度值。

尽管有些文件被压缩，但仍属于位图图像的范畴，通常这些类型的图像包含头信息和原始图像数据。

文件头必须包含的信息为：

（1）行数（高）；

（2）列数（宽）；

（3）每像素位数；

（4）文件类型。

此外，对于某些复杂的文件格式，文件头还必须包含有关所使用的压缩类型的信息，以及创建图像所需要的其他必要的参数。

本设计所讨论和处理的图像均为位图图像。

2软件开发平台及编程模式

在系统的设计与开发中，软件开发平台及编程模式是关键，下面介绍一下开发平台的选择、MicrosoftVisualC++及编程模式。

2.1开发平台的选择

在Windows环境下，目前比较流行的可视化开发工具主要有：

VisualC++、VisualBasic、C++Builder、Delphi、PowerBuilder及JBuilder等。

而本软件采用MicrosoftVisualC++6.0作为开发工具，并使用MFCApplicationFramework作为本软件的基本架构。

采用C++来进行图像编程的主要原因是，与Java和C#等现代编程语言相比，C++在程序运行的效率、内存使用的可控性和编程的灵活性上具有优势。

图像处理需要处理大量的图像数据，经常使用复杂、费时的算法，因此图像处理程序的效率非常重要。

C++代码被编译成汇编语言，可以直接在处理器上运行，效率很高。

而Java被编译成字节码，C#被编译成中间语言，都是不能在处理器上执行的，必须经过Java虚拟机或.NET通用语言运行时的JIT编译之后才能执行，因此效率较低。

故从运行效率的角度看，采用C++进行图像编程比较合适。

对庞大的图像数据进行处理时需要使用大量的内存，而计算机的物理内存容量往往是有限的，因此需要有效地控制内存的使用。

C++直接控制内存的分配和释放，这虽繁琐，且加大了编程的负担，但却能有效地控制内存的使用。

Java和C#引进了垃圾收集机制，将开发人员从内存管理的繁杂任务中解放出来，不再需要直接控制内存的分配和释放。

但是，无效内存的收集和释放只能周期性地进行，难以达到有效地使用内存。

同样的运算，使用Java和C#所需的内存比使用C++所需的内存要多，即内存的使用率较低。

所以，从内存的使用效率来看，采用C++进行图像处理编程更合适。

C++中大量使用指针，使得编程的灵活性很高，这虽然增加了程序出错的可能性，但是便于程序员施展编程技巧来提高程序的效率。

Java完全取消了指针，C#极大地限制了指针的使用，这都限制了程序员施展技巧。

因此，使用C++进行图像处理编程具有更大的灵活性。

而在以C++为核心语言的可视化编程工具中，MicrosoftVisualC++6.0以其自身许多优异的特性而获得了最为广泛的应用。

鉴于以上原因，本设计使用MicrosoftVisualC++6.0作为软件的开发平台。

2.2MicrosoftVisualC++及编程模式简介

2.2.1VisualC++可视化编程

VisualC++的资源编辑器能以所见即所得（Whatyouseeiswhatyouget）的形式直接编辑程序的用户界面，为所有资源分配ID标识号。

ClassWizard能把对话框模板与生成的类定义或与已有的类代码连接起来，为菜单项、控制等资源生成空的处理函数模板，创建消息映射条目，并将资源ID与处理函数连接起来。

通过使用AppWizard，程序员的编程工作便简化为用资源编辑器直观的设计界面，完善对话框类代码，在空的处理函数模板处填写响应用户操作的代码，这是一种比较完善的可视化编程方法。

但产品名“VisualC++”也容易误导人，让人认为自己使用的是一个与MicrosoftVisualBasic类似的完全可视化的系统。

然而，使用VisualC++，开发人员必须真正地阅读和编写C++代码。

VisualC++向导可以节省时间和提高精度，但是，程序员也必须理解向导产生的代码，并且，最重要的是，还必须理解MFC库的结构和Windows操作系统的内部工作方式。

2.2.2MFC（MicrosoftFoundationClasses）应用程序框架

应用程序框架的一种定义是：

提供一般应用程序需要的全部面向对象软件组件的集成集合。

C++流行的一个原因是它可以用类库扩充。

类库是可在应用程序中使用的有关C++类的集合。

应用程序框架是类库的超集。

一般的类库只是一种孤立的类的集合，用来嵌入在任何程序中，但是，应用程序框架却定义了程序的结构。

自从MFC库发布以来，MFC已经成为主要的Windows类库。

MFC库是C++的MicrosoftWindowsAPI。

使用MFC类库构建应用程序具有以下优点：

1）应用程序框架生成的应用程序使用了标准的结构，具有标准化的用户接口，这对具有标准用户界面的Win32程序来说，可以极大的减轻程序员的负担，使程序员不必过多地考虑界面，可把主要精力放在程序设计上，以提高程序设计的效率。

2）使用应用程序框架的应用程序不仅小，而且运行速度快，具有很大的灵活性。

MFC封装了Win32SDK中的几乎所有函数，能实现Win32系统的任何功能。

3）VisualC++工具降低了编码的复杂性。

4）MFC库应用程序框架有丰富的特性，如：

WindowsAPI的C++接口、通用的（非Windows所特有的）类、“共用根对象”类层次结构、流线式多文档界面（MDI）应用程序支持等。

5）强大的功能。

除封装了大部分的Win32SDK函数外，MFC还提供了应用程序本身的数据和操作及ActiveX、OLE、Internet、WinSock、DAO（DataAccessObjects）、ODBC（OpenDataBaseConnectivity）等操作类。

MFC框架的核心是文档/视图结构（Document-ViewArchitecture），这是一个很好用、但又往往较难以入门的功能。

简单的说，文档/视图结构就是将数据和对数据的观察或数据的表现（显示）相分离。

文档仅处理数据的实际读、写操作，视图则是显示和处理数据的窗口，视图可以操作文档中的数据。

2.2.3Win32编程

编写VisualC++程序实际上就是一个构造类和把类实例化的过程。

由于Windows95/98/Me/NT/2000是PC平台中应用最广泛的操作系统，而Microsoft力图用一个叫做Win32的标准32位应用程序接口作为对这几个操作系统的共同开发接口，所以经常采用Win32来代表Microsoft的32位Windows操作系统，因此VisualC++主要用于针对Win32的应用程序开发。

Win32具有抢先式多任务、多线程和线性寻址内存管理等特征，Win32编程的基本要求包括：

1）应用程序的执行独立于硬件设备。

2）应用程序具有图形用户界面。

3）能在Windows95/98/Me和WindowsNT/2000/XP之间透明移植，并可移植到支持WindowsNT/2000的RISC硬件平台。

4）高性能的抢先式多任务和多线程管理。

5）高级的多媒体支持。

6）通过OLE2技术实现多个应用程序的对象定位。

Microsoft为进行Win32编程提供了一套名为Win32SDK的应用程序编程接口，其中包括上千个Win32系统函数。

VisualC++包括一套叫做MFC（MicrosoftFoundationClassLibrary）的C++类库，其中定义了进行Win32编程所需要的各种类。

有的类封装了大部分的Win32SDK中应用程序的编程接口函数；

有的类封装的则是应用程序本身的数据和操作；

还有的类封装了ActiveX、OLE和Internet编程特性以及WinSock网络特性和DAO（DataAccessObjects）、ODBC（OpenDatabaseConnectivity）数据访问功能。

Win23SDK和MFC是实现Win32编程的主要工具。

VisualC++的AppWizard工具能自动生成应用程序框架，该框架定义了应用程序的轮廓，并提供了用户接口的标准实现方法。

运用VisualC++的资源编辑器（ResourceEditor）能直观地设计程序的用户界面，而ClassWizard能把用户界面和程序代码连接起来。

程序员要做的就是用MFC类实现框架中未完成的应用程序的特定功能部分。

所以使用VisualC++可以实现Win32的可视化程序设计。

2.2.4消息映射

在使用VisualC++进行Win32程序设计时，消息映射是一个非常重要的概念。

Windows应用程序是消息驱动的，应用程序不能直接得到用户所做的操作，如鼠标按键、键盘输入和窗口移动等。

这些操作由操作系统管理，操作系统检测到操作事件后，便向相关的应用程序发送消息，应用程序响应这些消息来完成用户的操作。

1）消息

Windows中的消息是操作系统与应用程序之间、应用程序与应用程序之间、应用程序各对象之间相互控制与传递信息的方式。

消息的基本格式如下：

MessagewParamlParam

Message是消息名称；

wParam是与消息相关的Word型参数；

lParam是与消息相关的Long型参数。

消息主要有以下3类。

Windows系统消息：

Windows系统向窗口发送的消息，由窗口（Window）或视图（View）进行响应处理。

这类消息包括除WM_COMMAND消息之外的名称以WM_开始的其他消息。

控制通知消息：

控制或子窗口传给父窗口的WM_COMMAND通知的消息。

命令消息：

在响应用户接口操作时，将产生WM_COMMAND命令消息。

其参数指定了用户接口的标识号，如菜单项和按钮等ID号。

2）消息映射过程

在使用AppWizard创建应用程序时，MFC应用程序框架设置了相应的消息处理函数来响应消息，以完成相应的操作。

消息处理函数是某些类（通常是窗口类）的成员函数和程序员在其中编写响应消息时应进行操作的代码。

框架将消息和它们的处理函数连接起来就是消息映射。

消息映射使应用程序在接收到消息时调用对应的消息处理函数来响应和处理消息。

ClassWizard在创建新类时将为其创建一个消息映射，并为每个类能响应的消息和命令增加对应的处理函数。

在源代码中，消息映射开始于BEGIN_MESSAGE_MAP宏，结束于END_MESSAGE_MAP宏，中间由一系列预定义的被称为“条目宏”的宏组成。

其基本格式如下：

BEGIN_MESSAGE_MAP（classname,parentclassname）

//{{AFX_MSG_MAP（classname）

条目宏1

条目宏2

条目宏3

…………

//}}AFX_MSG_MAP

END_MESSAGE_MAP（）

其中classname为拥有消息映射的当前类名，parentclassname为当前类的父类名。

条目宏定义了类所处理的消息与其对应的函数。

常用的条目宏类型如表1所示。

表1消息映射条目宏

消息类型

宏格式

说明

Windows消息

ON_WM_XXXX

WM_XXXX为Windows消息名

命令

ON_COMMAND（ID,Function）

ID为命令标识号，Function为处理函数名

更新命令

ON_UPDATE_COMMAND_UI（ID,Function）

控制通知

ON_XXXX（ID,Function）

ID为控制标识号，Function为处理函数名

用户定义消息

ON_MESSAGE（ID,Function）

ID为消息标识号，Function为处理函数名

用户注册消息

ON_REGISTERED_MESSAGE（ID,Function）

Windows消息的处理函数在CWnd类中进行了预定义，类库以消息名为基础定义这些处理函数的名称，且MFC要求所有消息处理函数声明为afx_msg类型。

例如，消息WM_PAINT的处理函数在CWnd类中的声明如下：

afx_msgvoidOnPaint（）;

通过ClassWizard在派生类中用同样的原型定义处理函数并为该函数生成消息映射条目，然后由程序员编写处理函数代码，并在派生类中覆盖了其父类的消息处理函数。

在有些情况下，必须在派生类的消息处理函数中调用其父类的消息处理函数，使Windows和基类能对消息进行处理。

ClassWizard将在生成的处理函数中建议是否应调用父类的消息处理函数及调用的次序。

除此之外，用户定义和注册的消息、命令和控制通知都没有默认的处理函数，需要在定义时声明，一般根据其ID名称来为函数命名。

3系统的设计与实现

在整个毕业设计期间，我通过需求分析、总体设计、详细设计三个阶段完成了整个设计过程。

下面分别介绍这三个阶段的实现过程。

3.1需求分析

3.1.1功能需求

本设计将要实现的是一个单机图片浏览软件，从其目标功能及特点分析，将本软件功能划分如下：

可以打开BMP、PCX、TGA、JPEG及GIF图像。

不论打开的是上述图像中的哪一种，用户均能以其中的任意一种格式将其保存。

在查看一幅图像时，可以逐渐放大、缩小；

可以直接调整图像显示大小到适合屏幕或恢复为原始状态；

可以直接将显示大小调整为原图像的50%、75%、150%、200%。

在查看一幅图像时，可以对其进行顺时针90º

、逆时针90º

、180º

旋转。

在查看一幅图像时，可以直接调用Windows画图程序打开并进行编辑或以系统默认关联的程序打开查看或编辑。

软件提供“上一张”、“下一张”的功能，即在打开一幅图像后，可以不再使用“打开”命令而用鼠标单击“上一张”按钮、“下一张”按钮或按键盘上的PageUp键、PageDown键直接浏览当前图片所在文件夹中的其他图片。

可以进行全屏幕浏览，并在全屏幕浏览时提供“幻灯片播放”的功能，自动显示当前文件夹下的所有图像。

同时，在全屏幕浏览时，在屏幕右上角显示一个浮动工具条，提供“停止幻灯片播放”、“上一张”、“下一张”、“逐渐放大”、“逐渐缩小”、“适合屏幕大小”、“原始大小”及“退出全屏浏览”的功能。

按F11键可以进行全屏浏览、非全屏浏览的切换，同时，在进行全屏幕浏览时按ESC键也可以退出全屏状态。

在载入图片时，提供“从上往下”、“从下往上”、“从左往右”、“从右往左”、“左上进入”、“左下进入”、“右上进入”、“右下进入”、“马赛克”、“百叶窗”等显示效果，并且可以由用户选择是否使用及使用哪个效果，用户也可以选择让系统随机选择效果。

在查看图片时，用户也可以让软件随时显示“水平百叶窗”、“垂直百叶窗”、“马赛克”、“向上扫描”、“向下扫描”等效果。

在查看图片时，可以选择从当前目录中删除该图片，并将其放入系统回收站中。

在窗口的用户区右键单击鼠标，则弹出快捷菜单，显示常用的操作命令。

在查看图片时，标题栏显示当前打开的图片的文件名；

状态栏从左到右依次显示图片的全路径、当前的显示比例、图片文件的大小（KB）、图像的大小、鼠标当前的坐标。

3.1.2性能需求

（1）硬件平台要求

由于本软件为单机软件，不需进行大量的数据读写和数据交换，故对系统硬件配置的要求并不高，只要能够平稳运行Windows操作系统的硬件平台，都能够使用本软件。

提示：

软件提供的显示特效，由于其需要相对较为大量的运算，故对CPU性能要求较高，要想获得理想的效果，建议CPU为PIII800MHz以上。

（2）软件环境要求

本软件运行平台为MicrosoftWindows98/Me/NT/2000/XP/2003。

3.2总体设计

在对整个开发系统进行全面分析调查的基础上，制定出应用软件的总体设计规划，这对建立一个应用系统来说是必须的，也是全面展开开发工作的重要基础。

系统总体设计包括：

模块的划分和软件界面设计。

3.2.1模块划分

本设计的实现基于微软的MFC应用程序框架，故软件也采用了文档（Document）/视图（View）结构，并使用单文档界面（SingleDocumentInterface，简称SDI）。

程序框架在响应它生成的标准用户接口“打开”命令时创建文档/视图结构，由于软件只需提供浏览的供能，因此将生成的标准框架中的“新建”命令禁用，其创建次序如下。

步骤1：

程序启动时，WinMain（）函数调用应用程序对象的InitInstance（）函数，并在其中创建文档模板。

步骤2：

程序运行过程中，选择“文件”|“打开”命令，框架将调用CWinApp:

:

OnFileOpen（）函数，并使用已创建的文档模板创建文档。

步骤3：

文档模板创建主框架窗口。

步骤4：

主框架窗口创建文档对应的视图。

程序中文档/视图结构的各对象交互关系如图1所示。

图1文档/视图结构对象交互关系

以MVC（Model-View-Controller）应用程序结构划分的模块如图2所示。

3.2.2软件界面设计

根据软件的需求分析及图片浏览软件的