多功能图像浏览器制作.doc

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1、 目 录摘要11多功能图像浏览器概述31.1概念31.2背景31.3国内外发展现状31.4市场前景42可行性分析42.1技术可行性42.2经济可行性53需求分析53.1功能需求53.2性能需求54系统技术原理54.1图像编码54.2图像空间变换64.2.1图像平移74.2.2图像旋转74.2.3图像缩放84.3 图像色彩84.3.1Bitmap对象84.3.2图像颜色值得提取94.3.3图像颜色设定与重显95系统设计105.1图像处理变换流程105.2系统软件结构105.3功能模块105.4系统开发环境135.4.1硬件环境135.4.2软件环境136系统实现136.1浏览模块136.1.1图

2、像打开136.1.2图像放大缩小146.1.3图像旋转156.1.4图像平移176.1.5其他功能186.2.1马赛克196.2.2百叶窗206.3图像处理模块216.3.1特色处理216.3.2彩色图像246.3.3图像压缩266.3.4图像格式转换266.3.5墙纸设置277软件测试277.1测试原理与方法277.2功能测试277.3分析与结论298重点难点及问题解决298.1重点问题及解决298.2难点问题及解决299结论299.1系统特色299.2下一步展望30参考文献31谢辞3329多功能图像浏览器制作张凡 指导教师：罗江岩摘要：图像浏览器是日常图像应用中必可少的应用软件之一，目前市

3、场上大多数采用ACDSee图像浏览器。而此类浏览器在一些图像的支持方面还有有一定的问题。本文首先介绍了多功能图像浏览器的应用现状和前景，然后主要介绍了采用Visual Basic.Net程序设计语言来开发多功能图片浏览器的开发过程，详细介绍了图像浏览器功能模块的实现。实现的主要功能有：图像浏览、旋转、格式转换、拷贝、删除、粘贴、剪切、打印、特效处理以及图像压缩和快捷键键盘控制，此浏览器支持多种图像格式，包括GIF、JPG、BMP、ICO等。实现了了Visual Basic.Net中利用GetPixel()方法和SerPixl()方法来实现图像特色处理功能。最后本文通过功能测试表明，本系统在对图

4、像的色彩处理和图像的格式处理方面具有一定的特色，系统有一定的实用价值。关键词：图像控制；图像浏览；色彩处理；格式转换；Visual Basic.Net；GetPixel；SetPixelMulti-Function Image Browser DevelopmentZhang Fan Tutor：Luo JiangyanAbstrct: Image browser is daily image application will be less application software of, at present the majority of the market by using ACDS

5、ee image browser. While the browser in some image support still has some problems. This article first introduced the multifunctional image viewer application status and trend, then introduces the Visual Basic.Net programming language to develop multifunctional picture browser development process, in

6、troduces in detail the image browser function module realization. Its main function has: image browsing, rotation, format conversion, copy, paste, delete, cutting, printing, effects processing, image compression and shortcut keys to control the keyboard, this browser support a variety of image forma

7、ts, including GIF, JPG, BMP, ICO etc. Realization of Visual Basic.Net using the GetPixel() method and the SetPixel () method to achieve image feature processing function. By the final function test shows that, this system in image feature processing and image processing has certain characteristics,

8、the system has a certain practical value. Key words: Image Control; Image Browsing; Format Conversion; Image Color; Visual Basic.Net; GetPixel; SetPixel 随着科学技术的不断发展，计算机的更新速度不断提高，人们的思想文化素质的提高，对图像的要求也越来越高。因此把原始图像与计算机结合起来，从而创作出许多更加完美的图像，满足人们的需求。计算机图像处理，是指利用计算机对图像进行一系列加工，以便获得人们所需要的效果。图像是人类获取和交换信息的主要来源，人

9、类感知外界信息，80%以上是通过视觉得到的。因此，图像处理的应用领域必然涉及到人类生活和工作的方方面面1。1多功能图像浏览器概述1.1概念图像浏览器是指能够实现图像的显示和基本变化的一种浏览器。多功能图像浏览器即能够浏览图片并实现图像的一些基本变化，如剪切、放大缩小、旋转。还能够实现对一些简单视频的播放和对图像增加马赛克等一些高级的变化的图像浏览器。1.2背景从1991年开始开发，1992年正式完成的Erwise浏览器才是世界上首款图形界面的浏览器。Erwise浏览器于1991年由Kim Nyberg等四名在赫尔辛基理工大学上学的学生开发，1992年正式完工。在当时，Erwise是唯一一款具备

10、文本搜索、可载入多个Web页面的浏览器，浏览器基于X-Windows平台。但是由于功能和技术方面的缺陷以及对市场的把握问题，使得这款浏览器过早的推出市场的平台2。维基百科上显示，当今世界上绝大多数人认为1993年正式发布Mosaic浏览器是世界上首款图形界面的浏览器，也就是后来的Netscape浏览器，曾经掀起了互联网的一股大的风波。1.3国内外发展现状现如今图像浏览器技术已然非常成熟，市面上也出想了大量的各种类型的图像浏览器，如ACDSee、美图看看等。其中最知名的要数由ACD Systems这个全球图像管理和技术图像软件顶尖的公司开发的ACDSee图像浏览器。在国外，ACD Systems

11、 软件公司于1989年合并成立，并于1993年4月28日更名，跨入CD-ROM软件开发行业。公司明白，如果ACD Systems公司开发出市场上最快的JPEG解码软件，它将在市场中占有技术领先地位。经过深入的研发，ACDSee如今迅速崛起，成为图像浏览和管理的主导软件。ACDSee与Mosaic浏览器绑定，可用于JPEG解码和浏览。ACDSee作为共享软件迅速占领全球网络，全球拥有超过2500万的用户。ACD Systems 每月软件的下载量近100万3。在国内，知名图像浏览器美图看看是目前最快的万能看图软件，完美兼容所有主流图片格式，拥有简洁干净的界面，用户好评度极高。美图看看采用自主研发的

12、图像引擎，专门针对数码照片优化，使大图片的浏览性能全面提升！但是在大多数图像浏览器在对图像格式的支持力度上还有待加强，市场上多数是只能支持某些种类的图片格式，大多数格式无法支持，而且一些特殊功能无法满足客户的需求还有待加强。1.4市场前景图像浏览器的地位越来越重要，我自己现在打开电脑以后，任何图像的浏览都需要浏览器。我们看到无论是国际上，还是国内主要的厂商，其实也都看到了这一点。最近，我们发现这一两年，图像浏览器浏览器，国外的包括ACDSee，市场做得最多的。 国内浏览器方面应该是美图看看做得比较好的，之前一直也有很多自己的创新。之前美图看看自己做，还没有明显竞争。但是最近一段时间我们发现，大

13、的互联网企业，包括百度、腾讯、阿里、盛大，我们都听说已经在考虑进一步开发图像浏览器这个重要产品。由此我们可以看到，多功能图像浏览器的开发前景是很良好的。2可行性分析2.1技术可行性Visual Basic.Net编程语言是微软推出的最新版本。过去只有C+才能够使用的操作系统的高级功能,现在Visual Basic也同样可以使用。另外,Visual Basic.Net还扩展了图像处理功能,使得大部分图像处理功能可以在VB下快速实现。综上所述，使用Visual Basic.Net开发多功能图像浏览器在技术上可行。2.2经济可行性考虑一项产品是否在经济上可行需要考虑一下几个方面：基础投资、直接间接受

14、益、投资收益率和投资回收期。本系统在开发的过程中只需要.Net开发平台作为开源，在投资方面没有要求，所以在经济上也是可行的。3需求分析3.1功能需求该系统的功能主要集中在菜单栏和工具栏中，菜单栏中所体现的都是处理图像的功能。包括以下方面：1）图像打开、保存、关闭和退出等功能；2）对图像进行复制、粘贴、剪切、翻转。其中翻转包括：水平翻转、垂直翻转、逆时针90度旋转和顺时针90度旋转；3）可以实现上一张、下一张、放大、缩小等基本处理；4）过滤图像，包括：锐化、浮雕、柔化、雾化、油画等；5）对彩色图像进行二值化变换，包括：黑白处理和轮廓提取；6）可以对图像进行格式的转化和压缩；7）可以进行图像显示特

15、效的变换，包括：百叶窗、马赛克等；8）可以实现简单音频、视频的播放。工具栏中的功能主要体现基本变换，菜单栏实现各种图像效果的处理。3.2性能需求本系统开发之后在进行工作的时候处理时间不能过慢，可用时间长，便于操作，有逻辑层次感，开发软件美观。在对较大图像处理的时候保证内存的充足，使其在对图像处理的过程中不会出现内存不足现象。 4系统技术原理4.1图像编码1988年在图像编码的发展历史中是极为重要的一年。四十年研究成果的集中表现：静止图像压缩的JPEG建议4之原理框图已基本建立。重要专著5出版发行。二十世纪40年代末的Shannon信息论使图像编码基本原理的起源6，该理论的指导下出现了一批编码方

16、法：Huffman编码、算数编码、字典编码7等。在本系统中涉及到了图像的压缩编码，图像编码的研究内容是图像数据压缩。在满足一定图像质量的条件下用尽可能少的数据量来表示图像。在VB.Net，System.Drawing.Imaging.Encoder类封装了一个全局唯一标示符（GUID），它表示图像解码器参数的类别。Encoder对象通常可以以参数形式传递到GDI+其他图像处理方法中控制其行为，例如，本程序使用Encoder类的Quality字段控制图像质量。本系统在压缩式通过图像质量的降低实现。在使用Encoder类的Quality字段控制图像质量时，应该使用System.Drawing.im

17、age类的save（）方法以下重载形式图像文件格式。声明如下：Overloads Public Sub Save(ByVal filename as String,ByVal encoder as ImageCodecInfo,ByVal encoderParams as EncoderParameters )其中，参数ByVal filename As String是包含要将此Image对象保存为文件的名称；参数ByVal encoder As ImageCodeInfo表示Image对象的ImageCoderInfo对象；参数byVal encoderParams As EncoderPa

18、rametes表示一个EncoderParameters，它制定图像编码器使用的参数。4.2图像空间变换图像的基本算法涉及到了图像的一些基本的变换，如平移、缩放和旋转等。一个几何运算需要两个独立的算法。首先，需要一个算法来定义空间变换本身，用它描述每一个像素如何从其初试位置“移动”到终止位置，即每个像素的“运动”；同时，还需要一个用于灰度级插值的算法，这是因为，在一般情况下，输入图像的位置坐标(x,y)为整数，而输出图像的位置坐标为非整数，反过来也是如此8。如果用f(x,y)来表示输入图像的灰度函数，用g(x,y)来表示输出图像的灰度函数，那就可以方便的用数学方法来描述输入，输出图像点之间的空

19、间关系。几何运算的一般定义为如公式4-1所示：这里如公式4-2所示 唯一的描述了空间变换，若他们是连续的，则几何变换保持图形的连通性。如果令公式4-2中 其中ct-sd不为0，就得到简单的空间几何变换。用矩阵表示如公式4-4所示： 当c,d,s,t,e,r取某些特殊值时，就可以得到常用的图像平移，旋转和缩放的变换。4.2.1图像平移图像的平移变换如公式4-5所示：将图像上的点（，）移动，之后得到新的坐标点（，）进行图像的平移变换。在本程序中在图像超出屏幕大小，或者向移动图像的时候可以进行鼠标左键按下拖动进行平移，其实现原理为记录鼠标移动位置，然后让图像的顶点按照鼠标移动变换进行变换。4.2.2

20、图像旋转图像的旋转变换如公式4-6所示： (公式4-6) 以原点为中心将点（，）旋转角度而得到新的坐标（，）。在本程序中采用VB.Net中的RotateFlip方法进行图像的旋转。4.2.3图像缩放图像的缩放如公式4-7所示： (公式4-7)以原点为中心将图形的个坐标点分别乘以c，t得出新的坐标点可对图像进行放大缩小。4.3 图像色彩图像的颜色是由三种基本颜色，即红（R）、绿(G)、蓝(B)有机组合而成的，称为三基色。每种基色可取0到255的值，因此由三基色可组合成（256*256*256）1677万种颜色910，每种颜色都有其对应的R、G、B值。例如，常见的7种颜色及其对应的R、G、B值如图

21、4-1所示。对一幅彩色图像的各像素值进行变换并依变换后的新像素值重新显示，则可以实现不同的显示效果11。如表4-1所示。表4-1 常见的7种颜色及其RGB值颜色名 R值G值B值红25500蓝00255绿000白255255255黄2552550黑000青0255255品红25502554.3.1Bitmap对象对图像文件进行处理的类主要为Bitmap类，Bitmap类属于System.Drawing命名空间，该命名空间提供了对GDI+基本图形功能的访问。此类封装GDI+位图，此位图由图像及其属性的像素数据组成。Bitmap对象是Bitmap类的实例，用于处理由像素数据定义的图像，此对象的常用方

22、法和属性如表4-2所示：表4-2 Bitmap的常用方法和属性常用公共方法属性R值说明Height获取图像高度PhysicalDimension获取图像的宽度和高度PixelFormat获取图像的像素格式Size获取图像的宽度和高度Width获取对象的宽度GetPixel获取Bitmap中指定像素的颜色Save以指定格式保存到指定对象中SetPixel设置Bitmap中指定像素的颜色RotateFlip旋转、翻转或旋转和翻转图像4.3.2图像颜色值得提取对图像进行处理时要使用GetPixel方法获取此Bitmap中指定像素的颜色。这些颜色是由（R，G，B）三基色和（A）透明度组成的。获取指定像

23、素颜色值使用GetPixel方法，格式为Dim tuxing As System.Drawing.Bitmapc=tuxing.GetPixel（i，j）其中，tuxing表示变量名，（i，j）为取得颜色的坐标位置，GetPixel方法将指定位置的颜色值返回一个长整形的整数。4.3.3图像颜色设定与重显重新设置图像的像素使用Color.FromArgb方法。方法是从4个8位ARGB分量值创建Color结构。尽管此方法允许为每个分量传递32位值，单每个分量的值仅限于8位，格式为：Overloads Public Shared Function FromArgb（Integer，Integer，I

24、nteger，Integer）As Color而重显图像则采用SetPixel方法，用法如下：c=c.FromArgb（a,rr,rr,rr）tuxing.Setpixel(i,j,c)5系统设计5.1图像处理变换流程在本系统中有总体流程图，系统功能开发按照流程图实现，如图5-1所示。图5-1 系统流程图5.2系统软件结构通过对需求分析阶段的总结可以看出系统的总体结构，如图5-2所示。图5-2 软件结构图5.3功能模块一个完整的图像浏览器要有图像的各种方式浏览，包括特效和特色浏览以及形状的变换，本系统三个功能模块如图5-3所示：图5-3 系统总体功能模块1）图像浏览：上一张、下一张、旋转、复制

25、、剪切、删除等。此模块主要为图像的各种方式的浏览，包括打开、保存和打印等功能的实现，此模块是本系统中工作量最大的模块，其中主要涉及到图像的空间变换算法，如图5-4所示：图5-4 图像浏览功能2）图像特效：马赛克显示、飞入和百叶窗涉及到的技术主要为使用SetPixel为图像设置新的像素点如图5-5所示：图5-5 图像特效功能3）图像处理：色彩的处理和格式的处理在此模块中涉及到的图像算法很多，主要包括图像的压缩编码、格式转换以及图像的彩色处理如图5-5所示：图5-6 图像处理功能5.4系统开发环境5.4.1硬件环境开发硬件环境CPU采用1*2GB以上，内存采用512MB以上，硬盘采用300GB容量

26、以上。5.4.2软件环境首先安装Microsoft公司的IIS2000,然后再安装Visual Studio.Net2003或者 Visual Studio.Net2005软件。本系统的开发环境为Visual Basic2100，平台为.Net4.0版本。(XP下安装必须是专家版操作系统)6系统实现6.1浏览模块6.1.1图像打开在工具栏或者菜单栏中有图像打开的选项，其中主要使用FolderBroser控件和OpenFileDialog控件实现12，如图6-1所示。其中关键代码如下：file = FolderBrowser.SelectedPath & 获取用户路径For Each found

27、Image As String In My.Computer.FileSystem.GetFiles(file,FileIO.SearchOption.SearchTopLevelOnly, *.gif*, *.jpg*, *.bmp*, *.png*, *jpeg*)搜索目录 i = i + 1ReDim Preserve filenames(i)重新定义数组大小filenames(i) = foundImageCall ShowPicture()显示图像图6-1 打开图片文件夹6.1.2图像放大缩小在本系统中没有采用图像编码算法，只是简单对图片长宽进行放大缩小，其中实现了键盘上下键控制大小

28、变化的功能。如图6-2、图6-3和图6-4所示。图6-2 图像原始大小 图图6-3 放大效果图 图6-4 缩小效果图6.1.3图像旋转图像旋转本程序采用.Net提供的RotateFlip方法进行旋转。方法介绍如表6-1所示13。表6-1 RotateFlipType列举型别成员名称说明1Rotate180FlipNone指定不翻转的 180 度旋转。2Rotate180FlipX指定 180 度旋转，后面接续水平翻转3Rotate180FlipXY指定 180 度旋转，后面接续水平和垂直翻转。4Rotate180FlipY指定 180 度旋转，后面接续垂直翻转。5Rotate270FlipNo

29、ne指定不翻转的 270 度旋转。6Rotate270FlipX指定 270 度旋转，后面接续水平翻转。7Rotate270FlipXY指定 270 度旋转，后面接续水平和垂直翻转。8Rotate270FlipY指定 270 度旋转，后面接续垂直翻转。9Rotate90FlipNone指定不翻转的 90 度旋转。10Rotate90FlipX指定 90 度旋转，后面接续水平翻转。11Rotate90FlipXY指定 90 度旋转，后面接续水平和垂直翻转12Rotate90FlipY指定 90 度旋转，后面接续垂直翻转。14RotateNoneFlipX指定不旋转，后面接续水平翻转。16Rota

30、teNoneFlipY指定不旋转，后面接续垂直翻转。其中关键代码如下，这里只写顺时针90度旋转和垂直翻转Dim bmp As New Bitmap(PictureBox1.Imagebmp.RotateFlip(RotateFlipType.Rotate90FlipNone) 指定不翻转的270度旋转，即顺时针90度旋转PictureBox1.Image = bmp Dim bmp As New Bitmap(PictureBox1.Image)bmp.RotateFlip(RotateFlipType.Rotate180FlipNone) 指定不翻转的180度旋转，即垂直翻转PictureB

31、ox1.Image = bmp如图6-5、图6-6、图6-7和图6-8所示。 图6-5 顺时针90度效果图 图6-6 逆时针90度效果图 图6-7 垂直翻转效果图 图6-8 水平翻转效果图6.1.4图像平移在图像超出屏幕大小，或者向移动图像的时候可以进行鼠标左键按下拖动进行平移，其实现原理为记录鼠标移动位置，然后让图像的顶点按照鼠标移动变换进行变换，如图6-9，图6-10所示。关键代码如下：If (MouseMoveX 0) And (MouseMoveY 0) Then PictureBox1.Top = PictureBox1.Location.Y + MouseMoveYPictureB

32、ox1.Left = PictureBox1.Location.X + MouseMoveX图片移动If (MouseDownOrUp = 1) Then鼠标按下MouseMoveX = MouseX - OldMouseXMouseMoveY = MouseY - OldMouseYRedrawPicture()函数OldMouseX = MouseXOldMouseY = MouseY检测鼠标移动情况，移动坐标获得在MouseMove事件里面 图6-9 图像原始位置 图6-10 平移效果图6.1.5其他功能其他功能的实现如上一张、下一张则是读取图像文件数量，用filename（）实现，以下

33、为下一张图像关键代码：n = n + 1If n = i ThenIf filenames(n) ThenCall ShowPicture()End IfElseIf (n - i) = 1 ThenEnd IfIf (n - i) = 2 Thenn = 0If filenames(n) ThenCall ShowPicture()幻灯片的播放则使用.Net里面的AutoPlayTimer控件。关键代码如下If (n = 0) And (n i) Thenn = 0Call ShowPicture()End IfIf (n = i) Thenn = n + 1End If6.2图像特效模块6

34、.2.1马赛克在许多需要保密的视频镜头中，使用马赛克处理镜头是比较常用的方式，马赛克显示图像与柔化显示图像类似，不过它是通过图像每个像素点附近及其本身9个像素点的RGB值的平均值取代这9个相熟点的RGB值14。本程序使用.Net的System.Drawing.Bitmap类的GetPixel()方法获取图像的像素RGB值。然后使用SetPixel（）方法为图像设置新的像素点RGB值，从而实现马赛克的效果。图6-11为马赛克效果图。其中关键代码如下：MyColor(0) = MyImage.GetPixel(i - 1, j - 1)MyColor(1) = MyImage.GetPixel(i

35、 - 1, j)MyColor(8) = MyImage.GetPixel(i + 1, j + 1)访问周围9个点的RGB值While (m 255) Thenr = 255End If处理颜色溢出NewBitmap.SetPixel(x - 1, y - 1, Color.FromArgb(r, g, b)2) 柔化：图像柔化是出去图像中点状噪声的一种有效方法。所谓柔化图像，就是指图像上任何一个像素点与其相邻像素点的颜色值的大小不会出现剧变的一种处理方法19。由于图像柔化是将图像上的每个像素点的RGB值用它附近及其本身的9个像素点的RGB值的平均值取代，结果会在成在去除噪声的同时降低了图像

36、的对比度20。为了避免这一缺陷，可以通过引入权数，从而在去除点状噪声的同时保留原图像的对比度，即使用高斯模板。本程序使用.Net的System.Drawing.Bitmap类的GetPixel()方法获取图像的像素RGB值。然后根据高斯模板使用SetPixel（）方法为图像设置新的像素点RGB值，从而实现柔化的效果。图6-14是柔化后的图像。其中关键代码如下：Dim pixel As ColorDim Gauss() As Integer = 1, 2, 1, 2, 4, 2, 1, 2, 1高斯模板pixel = MyBitmap.GetPixel(x + row, y + col) r +

37、= pixel.R * Gauss(Index) g += pixel.G * Gauss(Index) b += pixel.B * Gauss(Index)NewBitmap.SetPixel(x - 1, y - 1, Color.FromArgb(r, g, b)3) 光照：本程序使用.Net的System.Drawing.Bitmap类的GetPixel()方法获取图像的像素RGB值。然后使用SetPixel（）方法为图像设置新的像素点RGB值，从而实现光照的效果。如图6-15所示21为图像光照效果图。其中关键代码如下：其中关键代码如下:Dim MyImage As Bitmap =

38、 MyBmp.Clone(New RectangleF(0, 0,MyWidth, MyHeight), System.Drawing.Imaging.PixelFormat.DontCare)Dim MyCenter As New Point(MyWidth / 2, MyHeight / 2)Dim Radius As Integer = Math.Min(MyWidth / 2, MyHeight / 2)Radius为强光照射半径，即光晕Dim MyPixel As Integer = 220.0F * (1.0F - MyLength / Radius)r = MyColor.R +

39、 CType(MyPixel, Integer)r = Math.Max(0, Math.Min(r, 255)g = MyColor.G + CType(MyPixel, Integer)g = Math.Max(0, Math.Min(g, 255)b = MyColor.B + CType(MyPixel, Integer)b = Math.Max(0, Math.Min(b, 255)220亮度增加常量，该值越大光亮度越强Dim MyNewColor As Color = Color.FromArgb(255, r, g, b)MyImage.SetPixel(i, j, MyNewColor)将增亮后的像素值写回到位图4）浮雕：一个图像是有很多像素点构成的，如果改变像素点的值就可以实现一些特殊的效果。在.Net中有System.Drawing.Bitmap封装了GDI+位图，此位图有图像图像及其属性的像素数据组成，提供了很多的图像处理方式，如图6-16为浮雕效果图。其中关键代码如下：For x As Integer = 0 To Width - 2 Step +1For y As Integer = 0 To Height - 2 Step +1Dim