《数字图象处理》第五章 直方图修正和彩色变换

sizeof(RGBQUAD)+(DWORD)DstLineBytes"bi. biHeight) SteF和 DstBi为新的 BITMAPFILEHEADER和 BITMAPINFOHEADER ∥拷贝原来的头信息 memcpy((char *)&DstBf, (char *)&bf, sizeof( BI TMAPFILEHEADER): memcpy((char *)&Dst Bi, (char *)&bi, sizeof( BITMAPINFOHEADER)) ∥(必要的改变 DstBf. bfSize=Dst BufSize+sizeof(BITMAPFILEHEADER) DstBf. bfoffBits=(DWORD)(NewNum Colors*sizeof(RGBQUAD)+ sizeof( BITMAPFILEHEADER)+ sizeof(BITMAPINFOHEADER) DstBi biclrUsed=o Dstbi bibitcountNewBitcount ∥原图的缓冲区的大小 SrcOffBits-bf. bfoffBits-sizeof(BITMAPFILEHEADER) SrcBufSize=SrcOffBits+bi bi Height *Line Bytes, if((hTemplmg Data=LocalAlloc(LHND, Dst BufSize))==NULL) Message Box(hWnd, Error alloc memory! " Error Message", MB OK MB ICONEXCLAMATION return False lplmg Data=(LPBITMAPINFOHEADER)GlobalLock(hlmg Data) IpTemplmg Data=(LPBITMAPINFOHEADER)LocalLock(hTemplmg Data); ∥拷贝头信息和位图数据 memcpy(lp Templmg Data, lplmg Data, DstBufSize); ∥)新的 BITMAPINFOHEADER替换原来的头信息 emcpy(lp Templmg Data, (char *)&DstBi, sizeof( BITMAPINFOHEADER)) IpPt指向原图的数据 lpPtr=(char *)lplmg Data+sizeof( BITMAPINFOHEADER) IpTempPtr指向新图的数据 lpTempPtr=(char *)lp Templmg Datatsizeof( BITMAPINFOHEADER) ∥新的调色板分配内存 hPal=Local Alloc( LHND, sizeof(LOGPALETTE)+ NewNum Colors s sizeof(PALETTEENTRY)) pPal=(LOGPALETTE *)LocalLock(hPal) pPal->pal NumEntries=( WORD) NewNumColors pPal->pal Version =0X300 f( Num Colors==0)∥真彩色

sizeof(RGBQUAD)+(DWORD)DstLineBytes*bi.biHeight); //DstBf 和 DstBi 为新的 BITMAPFILEHEADER 和 BITMAPINFOHEADER //拷贝原来的头信息 memcpy((char *)&DstBf,(char *)&bf,sizeof(BITMAPFILEHEADER)); memcpy((char *)&DstBi,(char *)&bi,sizeof(BITMAPINFOHEADER)); //做必要的改变 DstBf.bfSize=DstBufSize+sizeof(BITMAPFILEHEADER); DstBf.bfOffBits=(DWORD)(NewNumColors*sizeof(RGBQUAD)+ sizeof(BITMAPFILEHEADER)+ sizeof(BITMAPINFOHEADER)); DstBi.biClrUsed=0; DstBi.biBitCount=NewBitCount; //原图的缓冲区的大小 SrcOffBits=bf.bfOffBits- sizeof(BITMAPFILEHEADER); SrcBufSize=SrcOffBits+bi.biHeight*LineBytes; if((hTempImgData=LocalAlloc(LHND,DstBufSize))==NULL) { MessageBox(hWnd,"Error alloc memory!","Error Message",MB_OK| MB_ICONEXCLAMATION); return FALSE; } lpImgData=(LPBITMAPINFOHEADER)GlobalLock(hImgData); lpTempImgData=(LPBITMAPINFOHEADER)LocalLock(hTempImgData); //拷贝头信息和位图数据 memcpy(lpTempImgData,lpImgData,DstBufSize); //用新的 BITMAPINFOHEADER 替换原来的头信息 memcpy(lpTempImgData,(char *)&DstBi,sizeof(BITMAPINFOHEADER)); //lpPtr 指向原图的数据 lpPtr=(char *)lpImgData+sizeof(BITMAPINFOHEADER); //lpTempPtr 指向新图的数据 lpTempPtr=(char *)lpTempImgData+sizeof(BITMAPINFOHEADER); //为新的调色板分配内存 hPal=LocalAlloc(LHND,sizeof(LOGPALETTE) + NewNumColors * sizeof(PALETTEENTRY)); pPal =(LOGPALETTE *)LocalLock(hPal); pPal->palNumEntries =(WORD) NewNumColors; pPal->palVersion = 0x300; if(NumColors==0) //真彩色

for(i=0,i<256;i++){∥灰度从(0,0,0)到(25525255 pPal->palPal Entry[i]- peRed=(BYTE)i pPal->palPal Entry[i]. peGreen=(BYTE)i pPal->palPal[i]-peBlue=(BYTE)i; )0, *(pTempPtr++) =(unsigned char ) (Ip *(IpTempPtr++) =(unsigned char )1; *(Ip else for(i=0,i< NewNum Colors;i++){∥/带调色板的彩色图 Blue=(unsigned char )(*lpPtr++); reen(unsigned char )("lpPtr++); Red=(unsigned char )("lpPtr++); Y=(foat)Red*0.299Gren*0.587+Blue*0.114); Gray=(BYTE)Y IpPtr++ 从原来的调色板中的颜色计算得到Y值,写入新的调色板 pPal->palPalEntryli]- peRed=Gray oPal->palPalEntryli].-pe Green=Gray; Pal->palPalEntry[i]-peFlags=0 *(IpTempPtr+)=(unsigned char )Gray (pTempPtr++ =(unsigned char)Gray (IpTempPtr++ =(unsigned char )Gray; "(pTempPtr++)=( if(hPalet DeleteObject(hPalette) ∥生成新的逻辑调色板 pAlette Local Unlock (hPal) Dc=GetDC (hWnd) if(pAlette)i hPrev Palette=SelectPalette(h alette, FALSE) RealizePalette(hDc)

for (i = 0; i < 256; i++) { //灰度从(0,0,0)到(255,255,255) pPal->palPalEntry[i].peRed=(BYTE)i; pPal->palPalEntry[i].peGreen=(BYTE)i; pPal->palPalEntry[i].peBlue=(BYTE)i; pPal->palPalEntry[i].peFlags=(BYTE)0; *(lpTempPtr++)=(unsigned char)i; *(lpTempPtr++)=(unsigned char)i; *(lpTempPtr++)=(unsigned char)i; *(lpTempPtr++)=0; } else for (i = 0; i < NewNumColors; i++) { //带调色板的彩色图 Blue=(unsigned char )(*lpPtr++); Green=(unsigned char )(*lpPtr++); Red=(unsigned char )(*lpPtr++); Y=(float)(Red*0.299+Green*0.587+Blue*0.114); Gray=(BYTE)Y; lpPtr++; //从原来的调色板中的颜色计算得到 Y 值，写入新的调色板 pPal->palPalEntry[i].peRed=Gray; pPal->palPalEntry[i].peGreen=Gray; pPal->palPalEntry[i].peBlue=Gray; pPal->palPalEntry[i].peFlags=0; *(lpTempPtr++)=(unsigned char)Gray; *(lpTempPtr++)=(unsigned char)Gray; *(lpTempPtr++)=(unsigned char)Gray; *(lpTempPtr++)=0; } if(hPalette!=NULL) DeleteObject(hPalette); //生成新的逻辑调色板 hPalette=CreatePalette(pPal); LocalUnlock(hPal); LocalFree(hPal); hDc=GetDC(hWnd); if(hPalette){ hPrevPalette=SelectPalette(hDc,hPalette,FALSE); RealizePalette(hDc);

if(NumColors=0)∥真彩色图才需要处理位图数据 for(y=0; y<bi. biHeight; y++)4 lpPtr=(char *)lplmg Data+(SrcBufSize-LineBytes-y*Line Bytes); ( DstBufSize-DstLine Bytes-y* DstLine Bytes) for(x=0 X<bi bi Width, x++) Blue=(unsigned char )(lpPtr++) Green=(unsigned char )(*lpPtr++); nar )("lpPtr++) Y=( float)(Red*0.299Gren*0.587+Bue*0.114) ∥从位图数据计算得到Y值,写入新图中 Gray=(BYTE)Y lpTempPtr++)=(unsigned char )Gray; DeleteObject(h Bitmap) 广产生新的位图 hBitmap=CreateDIBitmap(hDc, (LPBITMAPINFOHEADER)lp Templmg Data (LONG)CBM INIT. (LPSTR)lp Templmg Data+ sizeof( BITMAPINFOHEADER)+ NewNum Colors*sizeof(RGBQUAD) (LPBITMAPINFO)IpTemplmgD DIB RGB COLORS) if(pAlette & hPrevPalette)4 SelectPalette(hDc, hPrevPalette, FALSE) RealizePalette(hDc) hf- Creat("c: gray. bmp",0) Iwrite(hf, (LPSTR)&DstBf, sizeof( BITMAPFILEHEADER)) Iwrite(hf, (LPSTR)IpTemplmg Data, Dst BufSize); Iclose(hf) ∥释放内存和资源 Released(hWnd, hDc) LocalUnlock(hTemplmg Data) Local Free(hTemplmg Data);

} if(NumColors==0) //真彩色图才需要处理位图数据 for(y=0;y<bi.biHeight;y++){ lpPtr=(char *)lpImgData+(SrcBufSize-LineBytes-y*LineBytes); lpTempPtr=(char*)lpTempImgData+ (DstBufSize-DstLineBytes-y*DstLineBytes); for(x=0;x<bi.biWidth;x++){ Blue=(unsigned char )(*lpPtr++); Green=(unsigned char )(*lpPtr++); Red=(unsigned char )(*lpPtr++); Y=(float)(Red*0.299+Green*0.587+Blue*0.114); //从位图数据计算得到 Y 值，写入新图中 Gray=(BYTE)Y; *(lpTempPtr++)=(unsigned char)Gray; } } if(hBitmap!=NULL) DeleteObject(hBitmap); //产生新的位图 hBitmap=CreateDIBitmap(hDc,(LPBITMAPINFOHEADER)lpTempImgData, (LONG)CBM_INIT, (LPSTR)lpTempImgData+ sizeof(BITMAPINFOHEADER)+ NewNumColors*sizeof(RGBQUAD), (LPBITMAPINFO)lpTempImgData, DIB_RGB_COLORS); if(hPalette && hPrevPalette){ SelectPalette(hDc,hPrevPalette,FALSE); RealizePalette(hDc); } hf=_lcreat("c:\\gray.bmp",0); _lwrite(hf,(LPSTR)&DstBf,sizeof(BITMAPFILEHEADER)); _lwrite(hf,(LPSTR)lpTempImgData,DstBufSize); _lclose(hf); //释放内存和资源 ReleaseDC(hWnd,hDc); LocalUnlock(hTempImgData); LocalFree(hTempImgData);

Global Unlock(hmg Data) return tRUe 53真彩图转256色图 我们知道,真彩图中包含最多达24种颜色,怎样从中选出256种颜色,又要使颜色的失真 比较小,这是一个比较复杂的问题。一种简单的做法是将R:G:B以3:3:2表示,即取 R,G的高3位,B的高两位,组成一个字节,这样就可以表示256种颜色了,但不难想象, 这种方法的失真肯定很严重 我们下面介绍的算法能够比较好地实现真彩图到256色图的转换。它的思想是:准备一个长 度为4096的数组,代表40%6种颜色。对图中的每一个象素,取R、G、B的最高四位,拼 成一个12位的整数,对应的数组元素加1。全部统计完后,就得到了这4096种颜色的使用 频率。其中,可能有一些颜色一次也没用到,即对应的数组元素为零(假设不为零的数组元 素共有 PalCounts个)。将这些为零的数组元素清除出去,使得前 PalCounts个元素都不为零。 将这 PalCounts个数按从大到小的顺序排列(这里我们使用起泡排序)。这样,前256种颜色 就是用的最多的颜色,它们将作为调色板上的256种颜色。对于剩下的 PalCounts256种颜 色并不是简单地丢弃,而是用前256种颜色中的一种来代替,代替的原则是找有最小平方误 差的那个。再次对图中的每一个象素,取R、G、B的最高四位,拼成一个12位的整数 如果对应值在前256种颜色中,则直接将该索引值填入位图数据中,如果是在后 AcoUnts-256种颜色中,则用代替色的索引值填入位图数据中 下面的两幅图中,图5.3是原真彩图,图54是用上面的算法转换成的256色图,可以看出, 效果还不错。 图53原真彩图 图54转换后的256色图 下面是上述算法的源程序。 BOOL Trueto256(HWND hwnd) DWORD SrcBufSize, OffBits, Dst BufSize, DstLineBy LPBITMAPINFOHEADER IplmgData

GlobalUnlock(hImgData); return TRUE; } 5.3 真彩图转 256 色图 我们知道，真彩图中包含最多达 2 24 种颜色，怎样从中选出 256 种颜色，又要使颜色的失真 比较小，这是一个比较复杂的问题。一种简单的做法是将 R：G：B 以 3：3：2 表示，即取 R，G 的高 3 位，B 的高两位，组成一个字节，这样就可以表示 256 种颜色了，但不难想象， 这种方法的失真肯定很严重。 我们下面介绍的算法能够比较好地实现真彩图到 256 色图的转换。它的思想是：准备一个长 度为 4096 的数组，代表 4096 种颜色。对图中的每一个象素，取 R、G、B 的最高四位，拼 成一个 12 位的整数，对应的数组元素加 1。全部统计完后，就得到了这 4096 种颜色的使用 频率。其中，可能有一些颜色一次也没用到，即对应的数组元素为零(假设不为零的数组元 素共有 PalCounts 个)。将这些为零的数组元素清除出去，使得前 PalCounts 个元素都不为零。 将这 PalCounts 个数按从大到小的顺序排列(这里我们使用起泡排序)。这样，前 256 种颜色 就是用的最多的颜色，它们将作为调色板上的 256 种颜色。对于剩下的 PalCounts-256 种颜 色并不是简单地丢弃，而是用前 256 种颜色中的一种来代替，代替的原则是找有最小平方误 差的那个。再次对图中的每一个象素，取 R、G、B 的最高四位，拼成一个 12 位的整数， 如果对应值在前 256 种颜色中，则直接将该索引值填入位图数据中，如果是在后 PalCounts-256 种颜色中，则用代替色的索引值填入位图数据中。 下面的两幅图中，图 5.3 是原真彩图，图.54 是用上面的算法转换成的 256 色图，可以看出， 效果还不错。 图 5.3 原真彩图 图 5.4 转换后的 256 色图 下面是上述算法的源程序。 BOOL Trueto256(HWND hWnd) { DWORD SrcBufSize,OffBits,DstBufSize,DstLineBytes; LPBITMAPINFOHEADER lpImgData;

LPSTR IpPr HLOCAL tEmpl LPBITMAPINFOHEADER lp TemplmgData; LPSTR lpTempPtr HFILE LONG x,y, BITMAPFILEHEADER DstBf BITMAPINFOHEADER Dst Bi LOGPALETTE HPALETTE hPrev Palette HLOCAL WORD Red green Blue. Clrlnde DWORD Color Hits( 4096 ColorIndex[4096 Pal Counts, temp Color Error l Color Error2 if( Num Colors!=0){/ Num Colors不为零,所以不是真彩图 Message Box(hWnd, Must be a true color bitmap ! " "Error Message" MB OK MB ICONEXCLAMATION) return falses ∥于颜色位数有可能发生了改变,所以要重新计算每行占用的字节数以及 ∥新图的缓冲区大小 DstLineBytes=(DWORD)WIDTHBYTES(bibi Width*8); Dst BufSize=(DWORD)(sizeof( BITMAPINFOHEADER)+ 256*sizeof(RGBQUAD)+ (DWORD)DstLine Bytes*bi. biHeight); SteF和 Dstbi为新的 BITMAPFILEHEADER和 BITMAPINFOHEADER ∥拷贝原来的头信息 memcpy((char *)&DstBf, (char *)&bf, sizeof( BITMAPFILEHEADER)); memcpy((char *)&Dst Bi, (char *)&bi, sizeof(BITMAPINFOHEADER)) ∥做必要的改变 DstBf. bfSize=Dst BufSize+sizeof( BITMAPFILEHEADER) DstBf. bfoffBits=(DWORD)(256*sizeof(RGBQUAD)+ sizeof( BITMAPFILEHEADEl +sizeof(BITMAPINFOHEADER))

LPSTR lpPtr; HLOCAL hTempImgData; LPBITMAPINFOHEADER lpTempImgData; LPSTR lpTempPtr; HDC hDc; HFILE hf; LONG x,y; BITMAPFILEHEADER DstBf; BITMAPINFOHEADER DstBi; LOGPALETTE *pPal; HPALETTE hPrevPalette; HLOCAL hPal; WORD i,j; int Red,Green,Blue,ClrIndex; DWORD ColorHits[4096]; WORD ColorIndex[4096]; DWORD PalCounts,temp; long ColorError1,ColorError2; if(NumColors!=0){ //NumColors 不为零，所以不是真彩图 MessageBox(hWnd,"Must be a true color bitmap!","Error Message", MB_OK|MB_ICONEXCLAMATION); return FALSE; } //由于颜色位数有可能发生了改变，所以要重新计算每行占用的字节数以及 //新图的缓冲区大小 DstLineBytes=(DWORD)WIDTHBYTES(bi.biWidth*8); DstBufSize=(DWORD)(sizeof(BITMAPINFOHEADER)+ 256*sizeof(RGBQUAD)+ (DWORD)DstLineBytes*bi.biHeight); //DstBf 和 DstBi 为新的 BITMAPFILEHEADER 和 BITMAPINFOHEADER //拷贝原来的头信息 memcpy((char *)&DstBf,(char *)&bf,sizeof(BITMAPFILEHEADER)); memcpy((char *)&DstBi,(char *)&bi,sizeof(BITMAPINFOHEADER)); //做必要的改变 DstBf.bfSize=DstBufSize+sizeof(BITMAPFILEHEADER); DstBf.bfOffBits=(DWORD)(256*sizeof(RGBQUAD)+ sizeof(BITMAPFILEHEADER) +sizeof(BITMAPINFOHEADER));