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1、数字图像处理课程 综合实习2011年5月一、数字图像基本概念1、数字图像 连续物理图像采样和量化为离散数值矩阵，矩阵中 每个元素表示相应位置像素亮度，称之为数字图像。 描述数字图像，就要用到像素行数(Height)、像素 列数(Width)，每行存储字节数(LineBytes)，每个像素 (i,j)亮度值(pData(Height-i-1)*LineBYtes+j)。 数字图像处理，就是对Height行、 Width列像素亮 度进行运算，有空间域的点运算、邻域运算以及频率 域运算等。2、像素颜色自然界中所有颜色都可由红、绿、蓝(RGB) 三原色组合。在数字图像中，R、G、B量化为0 到255共
2、256级，像素取不同的RGB值，表示不 同的颜色。1）单色图像单色图像只有黑白两色，像素值1位，取0或1 。2）256色图像256色图像有256种颜色，像素值8位，取0-255 。一、数字图像基本概念2、像素颜色3）真彩色图像 真彩色图像有256 X 256 X256种颜色，像素 值24位，3个字节分别表示B、G、R分量值。4）灰度图像 灰度图像有256种灰度级，像素值8位，取 0-255，每一灰度级B、G、R分量相等。 8位位图是比较广泛的图像表示方法，当需 要实时快速处理图像时，利用8位位图近似处理 。一、数字图像基本概念3、图像格式 数字图像中，像素值矩阵用二维数组表示，像素 值按不同方
3、式存储，图像格式就不同。图像数据存成 文件就得到图像文件，图像格式不同，图像文件扩展 名就不同。 如：位图格式，文件扩展名为bmp; RAW格式，文件扩展名为raw。 3.1 RAW格式 像素值根据行、列号，按从上到下、从左到右顺 序，依次存储到.raw文件。.raw文件只含像素值，不 含图像信息，不能直接获得图像高度和宽度，需根据 .raw文件大小(Length)计算Height和Width或给定。一、数字图像基本概念3、图像格式3.1 RAW格式 从*.raw文件中，读取像素数据到hRaw CFile FileRaw; FileRaw.Open(“*.raw”,CFile:modeRead
4、); LONG Length=FileRaw.GetLength(); HLOCAL hRaw=LocalAlloc(LHND,Length); LPBYTE pRaw=(LPBYTE)LocalLock(hRaw); FileRaw.ReadHuge(pRaw,Length); 一、数字图像基本概念3、 图像格式3.2 位图格式3.2.1 DDB与设备相关位图 Windows.h中结构体BITMAP定义了DDB高度、宽 度、像素值，但没有颜色表，显示时以系统调色板 进行颜色映射，是一种内部位图格式，不存储成文 件。3.2.2 DIB与设备无关位图 DIB定义了颜色表，显示时以颜色表创建调色板
5、 进行颜色映射，是一种外部位图格式，存储成.bmp 文件，显示位图固有颜色。一、数字图像基本概念4、BMP文件BMP文件包含： 文件头BITMAPFILEHEADER 信息头BITMAPINFOHEADER 颜色表bmiColorsi 图像数据pData(Height-i-1)*LineBytes+j一、数字图像基本概念4.1 位图文件头typedef struct tagBITMAPFILEHEADERWORD bfType; /必须是0x424D，即字符串 “BM”DWORD bfSize; /文件大小WORD bfReserved1;WORD bfReserved2;DWORD bfOf
6、fBits; /数据区相对文件头偏移字节数BITMAPFILEHEADER, FAR *LPBITMAPFILEHEADER; 文件头共14字节一、数字图像基本概念4.2 位图信息头typedef struct tagBITMAPINFOHEADERDWORD bfSize; /本结构字节数，为40LONG biWidth; /图像宽度，以像素为单位LONG biHeight; /图像高度，以像素为单位WORD biPlanes; /必须是1WORD biBitCount; /像素值位数DWORD biCompression; /位图是否压缩，BI_RGB 、BI_RLE4、BI_RLE8DW
7、ORD biSizeImage; / 数据区字节数：LineBytes*HeightLONG biXPelsPerMeter;/目标设备水平分辨率LONG biYPersPerMeter;/目标设备垂直分辨率DWORD biClrUsed; /实际所用颜色数，若为0，颜色数为2biBitCount次DWORD biClrImportant; /重要颜色数BITMAPINFOHEADER, FAR *LPBITMAPINFOHEADER;一、数字图像基本概念4.3 颜色表 颜色表：含有biClrUsed个RGBQUAD结构体，定义 biClrUsed种颜色。 当biBitCount=8时， bi
8、ClrUsed=256； 当biBitCount=24时，没有颜色表RGBQUAD结构体定义颜色 typedef struct tagRGBQUAD BYTE rgbBlue; /蓝色亮度，取值0-255 BYTE rgbGreen; /绿色亮度，取值0-255 BYTE rgbRed; /红色亮度，取值0-255 BYTE rgbReserved;/必须为0 RGBQUAD；一、数字图像基本概念4.4 数据区 像素值按行、列号，从下到上，从左到右存储在数 据区，每行字节数是4字节的倍数，不足位补0。 LineBytes=(Width*biBitCount+31)/32*4 biBitCoun
9、t=1,1个像素1位，8个像素1字节，颜色 数为2，颜色表表项数为2,像素值为颜色表索引值。 biBitCount=4,1个像素4位，2个像素1字节，颜色 数为16，颜色表表项数为16,像素值为颜色表索引值 。 biBitCount=8,1个像素8位,1个像素1字节,颜色数为 256，颜色表表项数为256,像素值为颜色表索引值。 biBitCount=24,1个像素3字节，存储蓝、绿、红颜 色值，无颜色表,像素值为真实颜色值。一、数字图像基本概念5、调色板 显示硬件根据系统调色板，进行颜色映射，显示像 素颜色。系统调色板只前20种颜色固定不变，不能正确 显示位图所有颜色。 1）根据位图颜色表，
10、创建位图逻辑调色板结构LPLOGPALETTE pLogPal;pLogPal=(LPLOGPALETTE)GlobalAlloc(GHND,2*sizeof(WORD)+m_numberOfColors*sizeof(PALETTEENTRY); pLogPal-palVersion=0x300; pLogPal-palNumEntries=m_numberOfColors; BITMAPINFO * PBitmapInfo=(BITMAPINFO *)m_pBitmapInfoHeader; for(int i=0;ipalPalEntryi.peRed=PBitmapInfo-bmiCo
11、lorsi.rgbRed; pLogPal-palPalEntryi.peGreen=PBitmapInfo- bmiColorsi.rgbGreen; pLogPal-palPalEntryi.peBlue=PBitmapInfo-bmiColorsi.rgbBlue; pLogPal-palPalEntryi.peFlags=0; 一、数字图像基本概念5、调色板2）创建逻辑调色板，返回逻辑调色板句柄HPALETTE hPalette=:CreatePalette(pLogPal);3）选择逻辑调色板到设备上下文 CDC *pDC=GetDC(); HDC hDC=pDC-GetSafeHd
12、c(); :SelectPalette(hDC,hPalette,true);4)设备上下文的逻辑调色板实现为系统调色板 :RealizePalette(hDC);一、数字图像基本概念6、显示函数1）int WINAPI StretchDIBits(HDC hdc,int XDest,int YDest,int nDestWidth,int nDestHeight,int XSrc,int YSrc,int nSrcWidth,int nSrcHeight, CONST VOID *lpvBits,CONST BITMAPINFO *lpbmi,UINT iUsage,DWORD dwRop)
13、HDC hdc：设备上下文句柄int Xdest：指定绘图区域的左上角x坐标（逻辑单位）int Ydest：指定绘图区域的左上角y坐标（逻辑单位）int nDestWidth：指定DIB的宽度（逻辑单位）int nDestHeight：指定DIB的高度（逻辑单位）int XSrc：指定原位图要绘制区域的左上角x坐标（逻辑单位）int Ysrc：指定原位图要绘制区域的左上角y坐标（逻辑单位）一、数字图像基本概念 6、显示函数 int nSrcWidth：指定要复制原图像矩形区域的宽度（逻辑单位）int nSrcHeight：指定要复制原图像矩形区域的高度（逻辑单位）lpBits：指向DIB图像数
14、据区的指针lpBitsInfo：指向BITMAPINFO结构的指针iUsage：指定BITMAPINFO结构中的bmiColors参数代表真实的RGB值还是调色板中的索引值，它有两种可能的取值：DIB_PAL_COLORS：代表索引值DIB_RGB_COLORS：代表真实的RGB值dwRo：指定绘制方式；常用的值为SRCCOPY，表示将原位图复制到目标位图该函数如果调用成功，返回绘制的行数；如果调用失败，则返回GDI_ERROR。一、数字图像基本概念6、显示函数1）int SetDIBitsToDevice(HDC hdc,int XDest,int YDest,DWORDdwWidth,DWORD dwHeight,int XSrc,int YSrc,UINT uStartScanUINT cScanLines,CONST VOID *lpBits,CONST BITMAPINFO*lpbmi,UINT fuColorUse)该函数可以直接在显示器或打印机上显示DIB：HDC hdc：设备上下文句柄。它可以是CDC对象的公共成员变量m_hDC。int Xdest：指定绘图区域的左上角x坐标（逻辑单位）int Ydest：指定绘图区
