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1、1图像显示与处理实验报告班级： 信息 123 班姓名： 杨阳学号： 2012270732图像显示与处理一、实验目的1、掌握 BMP文件格式，熟悉各参数和图像数据的存放方式；2、通过编程实现对图像内容的读取（到内存中） ；3、完成图像的显示，掌握设备环境上下文（DC）的使用方式。4、对图像进行二值化、求边缘、增强等简单处理。二、实验仪器设备、工具及材料设备：多媒体计算机。软件：Visual Studio 6.0 及以上版本。材料：灰度图像，24 位真彩色图像（均为非压缩 BMP格式）等。三、实验内容及步骤1、BMP 文件格式BMP 是 Bitmap（位图）的简写，是 Windows 操作系统中的
2、标准图像文件格式。Windows 3.0 以前的 BMP 图文件格式与显示设备有关，称为设备相关位图 DDB 文件格式。Windows 3.0 以后的 BMP 图象文件与显示设备无关，因此称为设备无关位图 DIB（device-independent bitmap）格式。BMP 文件由 4 部分组成：位图文件头（BITMAPFILEHEADER） 、位图信息头（BITMAPINFOHEADER） 、彩色表（ RGBQUAD）和图像数据阵列。对应的数据结构定义如下（来自 MSDN） 。typedef struct tagBITMAPFILEHEADER WORD bfType; / file t
3、ype, must be BMDWORD bfSize; / size (bytes) of the bitmap file WORD bfReserved1; WORD bfReserved2; DWORD bfOffBits; / offset (bytes) from this structure to the bitmap bits BITMAPFILEHEADER;typedef struct tagBITMAPINFO BITMAPINFOHEADER bmiHeader; RGBQUAD bmiColors1; BITMAPINFO, *PBITMAPINFO; typedef
4、struct tagRGBQUAD BYTE rgbBlue; BYTE rgbGreen;BYTE rgbRed; BYTE rgbReserved; RGBQUAD;typedef struct tagBITMAPINFOHEADERDWORD biSize; / bytes required by the structureLONG biWidth; LONG biHeight;WORD biPlanes; / number of planes, must be 1WORD biBitCount; / number of bits-per-pixelDWORD biCompression
5、; / BI_RGB: uncompressedDWORD biSizeImage; / size(bytes) of image, set to 0 for BI_RGB bitmapsLONG biXPelsPerMeter; / horizontal resolutionLONG biYPelsPerMeter; / vertical resolutionDWORD biClrUsed;DWORD biClrImportant;3 BITMAPINFOHEADER;自然界所有颜色都可由红、绿、蓝（R，G，B）组合而成。R/G/B 各自分成 256 级，这种分级概念称为量化，这样就能表示
6、256256256 约 1600 万种颜色，这对于人眼来说已经足够丰富了。对于颜色数远远少于 1600 万种的彩色图，可以用一个表：表中的每一行记录一种颜色的 R、G、B 值。这样当我们表示一个象素的颜色时，只需要指出该颜色是在第几行，即该颜色在表中的索引值。这张 R、G、B 的表，就是我们常说的调色板（Palette ） ，另一种叫法是颜色查找表 LUT(Look Up Table） 。用 R、G、B 颜色表示所有的颜色叫做真彩色图（true color） 。表示真彩色图时，每个象素直接用 R、G、B 三个分量字节表示，而不采用调色板技术。真彩色图又叫做 24 位色图。在 Windows 下
7、，RGB 颜色阵列存储的格式其实 BGR。而 32 位的 RGB 位图像素数据格式是：蓝色 B 值、绿色 G 值、红色 R 值、透明通道 A 值。透明通道也称 Alpha 通道，该值是该像素点的透明属性，取值在 0（全透明）到 255（不透明）之间。2、BMP 文件加载加载文件的目的是要得到图片属性及 RGB 数据，以便将其绘制在 DC 上。首先，加载文件头：BITMAPFILEHEADER header;file.read(char*)&header,sizeof(header);然后，加载位图信息头：BITMAPINFOHEADER infoheader;file.read(char*)&
8、infoheader,sizeof(infoheader);这里我们得到了 3 各重要的图形属性：宽，高，以及每个像素颜色所占用的位数。接着，要考虑行对齐：由于 Windows 在进行行扫描的时候最小的单位为 4 个字节，所以当图片宽 width 乘以每个像素的字节数不是 4 的整数倍时，要在每行的后面补 0。需要通过下面的方法计算正确的数据长度：m_dwBytesPerLine = (m_pBmpInfoHead-biWidth) + 3) 2) biWidth*3) + 3) 2) biHeight;最后，加载图片数据：对于 24 位和 32 位的位图文件，位图数据的偏移量为sizeof(
9、BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER）也就是说现在可以直接读取图像数据了。m_pImageData = new unsigned charm_iImageDataSize;file.read(char*) m_pPixelData, m_iImageDataSize );如果你足够细心，就会发现内存 m_pPixelData 里的数据的确是 BGR 格式，可以用个纯蓝色或者是纯红色的图片测试一下。3、BMP 文件显示下面是一段 GDI 绘制代码（一般可在 OnDraw 函数中实现） ，仅作参考。对于有调色板的图像：CPalette * pOld
10、Pal = pDC-SelectPalette( m_pPal, 1 );:SetStretchBltMode( pDC-m_hDC, COLORONCOLOR );:SetDIBitsToDevice( pDC-m_hDC, 0, 0, m_pBmpInfoHead-biWidth,m_pBmpInfoHead-biHeight, 0, 0, 0, m_pBmpInfoHead-biHeight,m_pPixelData, (LPBITMAPINFO)m_pBmpInfoHead, DIB_RGB_COLORS );pDC-SelectPalette( pOldPal, 1 );如果没有调色
11、板：:SetStretchBltMode( pDC-m_hDC, COLORONCOLOR );:SetDIBitsToDevice( pDC-m_hDC, 0, 0, m_pBmpInfoHead-biWidth,m_pBmpInfoHead-biHeight, 0, 0, 0, m_pBmpInfoHead-biHeight,m_pPixelData, (LPBITMAPINFO)m_pBmpInfoHead, DIB_RGB_COLORS );44、图像处理此处，我们仅对灰度图像进行简单的处理，可以在二值化、求边缘和图像增强之中选择一到两个进行尝试。二值化：设定一个阈值（比如 128）
12、，逐一检查每个像素的值，大于等于这个值的像素被设为255，小于这个阈值的像素被设为 0。就会出现一个二值化的结果。求边缘：简单的求边缘算法是对图像中每个像素（最边缘的像素可不考虑）进行二维卷积运算，可以采用 Sobel 算子进行尝试。 Sobel 算子有两个，分别可以计算水平方向和垂直方向的边缘强度，通过综合而这可以得到整体边缘强度。-1 0 1-2 0（中心） 2-1 0 1图像增强：图像像素灰度一般会集中在某个区域，导 致视觉分辨率低下。为此，可以考虑对该段区域进行拉伸。比如，按照如下曲线（或折线）的映射关系，类似于非均匀采样，将某段的量化精度提高。实验截图：-1 -2 -10 0（中心） 01 2 152
