摘? 要： 利用數(shù)字圖像分析技術，對根據(jù)實驗實際得出的底物濃度圖片進行檢測，提取圖像的關鍵參數(shù)，進而分析圖像的直方圖統(tǒng)計特性與PH值之間的線性關系，建立PH值與RGB分量的線性回歸方程。采用Visual C++對線性方程進行檢驗，效果良好。

關鍵詞： Visual C++;PH值;RGB模型;線性回歸方程

中圖分類號： TP319? ? 文獻標識碼： A? ? DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.10.036

本文著錄格式：吳艷. 基于Visual C++的PH值標定程序的設計與實現(xiàn)[J]. 軟件，2020，41（10）：146147+160

【Abstract】： To detect the substrate concentration image obtained from the experiment， by using the digital image analysis technology， extract the key parameters of the image， and analysis the linear relationship between the histogram statistical characteristics of the image and the pH value， finally the establish the linear regression equation. Test the linear equation by Using Visual C++， and the effect is good.

【Key words】： Visual C++; PH value; Image histogram Analysis; Linear Regression Equation

0? 引言

本課題研究是對底物濃度圖像經過某些預處理（如增強、復原等）后，進行區(qū)域分割，提取能夠有效表示圖像屬性紋理特征的相關參數(shù)。根據(jù)相關參數(shù)與底物濃度PH值的關系推導線性回歸方程，建立回歸模型。在Visual C++環(huán)境中對測試圖像進行分析預測，進而驗證線性回歸方程的正確性。

本文通過實現(xiàn)基于Visual C++的PH值標定程序，獲得給定圖片的底物濃度PH值，并將其顯示在主界面上。結果將作為PH值測定方法正確性的判定依據(jù)。

1? Visual C++程序開發(fā)環(huán)境

Visual C++是由微軟公司與1998年推出的面向對象的，集成了MFC類庫的可視化集成編程系統(tǒng)，并在此后不斷更新版本。它具有自動生成程序框架、類管理靈活方便、代碼編寫和界面設計可交互操作序等優(yōu)點[1-2]。

微軟基礎類庫（Microsoft Foundation Classes，簡稱MFC）是由微軟公司提供的一個類庫。它以C++類的形式封裝了Windows API，并包含一應用程序框架，用以減少應用程序開發(fā)人員的工作量。其中包含的類囊括了大量Windows句柄封裝類和很多Windows的內建控件和組件的封裝類。

本系統(tǒng)功能實現(xiàn)主要利用了MFC類庫的CImage類。該類是MFC和ATL的共享類，它支持如JPG、BMP及PNG等多種常見格式外部圖像文件的調入、顯示和存儲，及不同格式文件間的相互轉換。CImage類封裝了DIB（設備無關位圖）的功能，實現(xiàn)了對選定圖片的每個像素的操作。

2? RGB模型

RGB是常用的一種彩色信息表達方式，它使用紅、綠、藍三原色的亮度來定量表示顏色。該模型也稱為加色混色模型，是以RGB三色光互相疊加來實現(xiàn)混色的方法，因而適合于顯示器等發(fā)光體的顯示[3-4]。RGB模型用三維空間中的一個點來表示一種顏色。每個點有三個分量，分別代表該點顏色的紅、綠、藍亮度值，其取值范圍為[0，255]。是目前，攝像系統(tǒng)以及彩色顯示器等硬件顯示設備所采用的最為常用的彩色模型。

3? 線性回歸分析

在PH值標定程序中，因為試紙的三個顏色參數(shù) R、G、B與底物濃度參數(shù)如PH 值的關系不確定，需要對每個參數(shù)與底物濃度參數(shù)進行一元線性回歸分析。

系統(tǒng)設計的主要功能是，實現(xiàn)對用于細菌數(shù)量測定的底物濃度的PH值進行標定。經實際實驗測得，底物濃度PH值不同時，采用相同檢測試紙，將會在其上呈現(xiàn)不同的顏色。選擇RGB顏色模型，通過線性回歸分析。嘗試建立，R、G、B三個顏色參數(shù)與底物濃度PH 值的對應關系。

一元線性回歸的公式推導：在外界檢測條件相同的情況下，取檢測底物濃度的PH值為目標函數(shù)值，記為，y1，y2，y3，…，yn。對已知PH值的檢測試紙圖像文件進行圖像處理，提取器顏色分量參數(shù)，記為，x1，x2，x3，…，xn?，F(xiàn)假設x，y，之間有如下的數(shù)學關系：

4? 系統(tǒng)功能設計

該系統(tǒng)的主要處理流程為：首先，提示用戶打開一組任意格式的底物濃度圖片文件;利用“點運算”功能，完成對所選取圖片相應參數(shù)值的計算;建立線性回歸方程表示出PH值與圖片紋理特征的對應關系;將計算出的底物濃度圖片PH值與庫中存儲圖片標記的PH值進行比較，判斷其值是否與標記值，近似相等。

5? 系統(tǒng)實現(xiàn)

5.1? 運行界面設計

用戶界面是軟件系統(tǒng)的重要組成部分， 它主要負責接收用戶的輸入信息并顯示程序處理的結果[5-6]。系統(tǒng)界面設計簡單大方，主要分為左部的圖片顯示區(qū)，和右部的參數(shù)顯示區(qū)兩部分。通過建立MFC應用程序來實現(xiàn)對話框界面，用if語句來判斷響應是“IDOK”還是“IDCANCEL”，若響應是“IDOK”即“確定”來關閉對話框代碼，否則就“取消”來關閉對話框代碼。繼續(xù)利用選擇結構，完成對shell管理器id是否不為空的判斷。若是，則刪除shell管理器，否則返回“FALSE”值。

5.2 “打開圖片”命令的實現(xiàn)

通過調用OnBnClickedChooseButton函數(shù)實現(xiàn)“打開圖片”命令[7]。

定義“打開圖片”對話框，允許用戶打開bmp、jpg和gif格式圖片。用戶單擊“請選擇圖片”按鈕，獲取圖片路徑，實現(xiàn)圖片打開功能。該功能的實現(xiàn)主要是依靠重載OnBnClickedChooseButton（）函數(shù)完成。

void CPHConverterDlg：：OnBnClickedChooseButton（）

{

DWORD dwFlags = OFN_HIDEREADONLY | OFN_ALLOWMULTISELECT;

LPCTSTR lpszFilter = _T（"bmp格式 （*.bmp） |*.bmp|jpg格式 （*.jpg）|*.jpg|gif格式 （*.gif）|*.gif||"）;

CFileDialog dlgFile（TRUE， L"bmp"， NULL， dwFlags， lpszFilter， NULL， 0）;

if（dlgFile.DoModal（） ！= IDOK）

{? ? return;? ? }

m_strPath= dlgFile.GetPathName（）;

this->OpenPHImg（）;

}

5.3? RGB參數(shù)獲取功能的實現(xiàn)[8]

通過調用GetImgRGB函數(shù)實現(xiàn)。調用GetBPP函數(shù)，獲得圖像圖像的高度和寬度。使用if語句判斷每一行的字節(jié)數(shù)大于零還是小于零，若小于零指針指向最后一行，否則指針指向第一行。用戶將鼠標移動到圖像范圍內，則會獲取到圖像的RGB值、寬度和高度，并在界面上進行顯示。利用if語句判斷用戶鼠標是否在圖像范圍內，若不在則無法獲取到圖像的RGB值、寬度和高度等相關信息。

5.4? 計算PH值功能的實現(xiàn)

系統(tǒng)的主要功能是計算給定底物濃度圖片的PH值，并將結構輸出到主界面中。主要是通過調用OnBnClickedCalcPhvaule函數(shù)實現(xiàn)的。首先，使用if語句判斷R、G、B分量的值是否為0，若為0，則圖片無效，彈出“必須有相應的ph值才能計算！”提示框。否則調用線性回歸公式計算對應的PH值。

5.5? 系統(tǒng)運行效果

6? 結語

系統(tǒng)完成后，對其主要功能進行了測試，系統(tǒng)運行良好。測試結果說明其基本滿足最初的設計要求。利用Visual C++提供的類可以輕松地實現(xiàn)對底物濃度圖像PH值測定，程序計算的結果將作為PH值測定方法正確性的判定依據(jù)。

參考文獻

[1]李弼程， 彭天強， 彭波.《智能圖像處理技術》. 北京： 電子工業(yè)出版社， 2004.

[2]李耀輝， 劉保軍. 《基于直方圖均衡的圖像增強》. 華北科技學院學報， 2003（6）： 88-89.

[3]許慧慧. 《VC++圖像處理程序設計》. 北京： 北方交通大學出版社， 2005（3）： 22-25.

[4]駱巖紅. 《數(shù)字圖像處理》課程的實驗系統(tǒng)的研究[J].教育 教學論壇， 2018（50）： 277-278.

[5]趙振兵， 金思新， 劉亞春. 基于NSCT的航拍絕緣子圖像邊緣提取方法[J]. 儀器儀表學報， 2012（9）.

[6]史廣， 楊艷. 沙化土地地理信息多維結構特征提取仿真[J].? 計算機仿真， 2019（11）.

[7]陳龍， 吳龍飛. 基于Qt的數(shù)字圖像處理實驗演示系統(tǒng)[J]. 實驗室研究與探索， 2018， 37（7）： 170-173+202.

[8]覃磊， 孫開瓊， 劉春苔. 數(shù)字圖像處理綜合性實驗教學案例研究與實現(xiàn)[J]. 武漢輕工大學學報， 2018， 37（2）： 91-97.