switch ( VcImageProc ) case 2：Introduction of 灰度阈值变换算法 Demo —— “纯粹的线条”
一、前言
之前在《VcImgProc小插曲》中，笔者对系列博文的安排做了一些调整，把对 DEMO 的介绍（也就是本篇博文啦）放在了前面，提前进入情景。
为什么要提前？第一，我考虑到 “自顶向下” 的学习方法效果往往比 “自底向上” 更好，能够更早接触实际问题，学习起来也更加有劲儿；第二，数字图像处理的算法实现是个技术活儿，在笔者眼中，技术的意义并不在技术本身，而在于它所能够带来的改变。
本篇博文首先从某一特定情景出发，引入了自己遇到的一个小问题，然后介绍了解决此问题所需的算法——灰度阈值变换的原理，最终初步讨论了如何实现此算法，为后文做铺垫。
二、情景
笔者是一个业余的钢笔书法爱好者，喜欢没事儿在纸上涂涂写写，字也就慢慢练好了。
首先展示一下我的绝世神兵 —— 英雄616，超便宜（10元）却超级好用！
喜欢边听歌边练字，非常有感觉，下面是摘抄的 JJ《醉赤壁》的歌词：
写完了当然用相机拍一下保存起来，可惜我在 camera 方面是个小白，傻瓜相机也觉得我傻！结果自然照出来的效果不行了，底色太暗了，整体上呈现一种灰蒙蒙的感觉，
该怎么办？怎样把讨厌的灰色背景去掉的同时，又不会破坏钢笔字本身的线条？
三、灰度阈值变换
现在，我们从数字图像处理的角度来分析如何解决这个问题，可以分为两步来进行：
（1）转换成灰度图像
首先，上面的图像是 24 位真彩色图像，每一个像素都包含 R、G、B 分量，每个分量占用 8 bit。但是对于钢笔字来说，就是白底黑字嘛，其他的颜色基本上毫无意义，所以我们首先就要把 24 位的真彩色凸显转换成 8 位灰度图像。所谓灰度图像，就是每一位的像素由 8 bit 构成，可以表示从 0（纯白色） ~ 255（纯黑色） 一共 256 个灰度级。这样转换之后，处理起来会更加方便，也可以减小图片的大小。
从RGB转换成灰度图像，我们可以利用现有的公式：
（2）灰度阈值变换
在上一步的基础上，我们来考虑怎样把去掉背色的同时，保留黑色的钢笔的线条。
要想把两者分开，当然要找到它们之间的不同点了，这个一眼就看出来了：一个更黑，另一个则比较灰。用专业一点的说法就是两者的灰度级范围不同，钢笔字线条的灰度级比背景的更大。进一步，我们肯定可以找到一个灰度值 T（0 < T < 255），钢笔线条的灰度级大于 T，而背景的灰度级则小于 T。这个 T 也就是所谓的阈值了，可以很好地区分钢笔线条和背景。然后，我们考虑把背景去掉，去掉也就是意味着变白了（Gray = 0）；对于钢笔字，让它变得更黑（Gray = 255），自然也就有了下面的公式：
四、Photoshop 中的预演
算法介绍了，但是还不能立马在 Vc 中实现，不过考虑到 Photoshop 可是图像处理的杀手级应用，而且它也提供了可视化的灰度变换设置，所以我们可以利用它来预演一下灰度阈值变换算法，看看效果咋样！
首先载入图像，我使用的 PS CS3 版本：
接着我们按下 Ctrl + M，出现一个对话框：
这就是灰度变换的坐标图了，怎么看呢？横轴代表源图像的灰度级（0~255），纵轴轴代表变换后的图像的灰度级（0~255），而坐标轴中的曲线就表示两者之间的对应关系了！大家可以看到曲线初始化的时候，它的表达式可以写作：
这就是完全不做变换的意思，然后我们可以手动调节这个曲线，最终达到想要的对应关系：
这里我们设置的阈值是77，在 77 以下的灰度级全部变成白色，以上则变为黑色。
再看看变换后的图像吧：
对比一下之前的图像：
可以发现，变换后，钢笔线条显得非常醒目，清晰挺拔，可以说基本上达到了所要的效果。（有个小缺憾就是把第一行反光的文字基本上腐蚀得几乎看不见了......）
五、结语
上面，我们借助强大的 PS 的力量，预演了灰度阈值变换算法，
PS 强大归强大，但是强大的终究是软件（而不是你），如果不懂得背后运行的算法，那么你只是个工具的使用者罢了。再说了，每个程序员可都是天生的 DIYER ，呵呵，“自己动手，丰衣足食” 可是毛爷爷留给我们 coder 的箴言！ 恩，接下来我们就考虑如何来动手实现灰度阈值变换算法。
那么在搭建好 Vc 平台后，我们想要在平台上实现此算法，接下来该做些什么呢？
（1）图像处理类
要处理图像，首先得有个封装图像数据和一些基本函数的类才好吧，这样的话可以充分利用类的好处，更加方便。
c# 中有 Bitmap，而 MFC 中也有 CImage。那是不是直接用 CImage 就万事大吉了？不是，原因会在下一篇博文中讨论。
（2）必要的 MFC 知识（只是必要的...）
借助 MFC 实现算法演示，总得对 MFC 有最基本的了解吧，至少要懂 Document/View 结构，还有 CMenu（菜单类）+ CDialog（对话框类）这一些必须用到的控件有一定了解。
以上两点，也是接下来的两篇博文所要讨论的类容，敬请期待系列博文之：
swicth ( VcImageProc ) case 3：CImg 和 CImgProc —— 图像操作和处理类
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