圖像顯示與處理實驗報告

1、圖像顯示與處理實驗報告班級： 信息123班 姓名： 楊陽 學號： 2012270736 / 6文檔可自由編輯打印圖像顯示與處理一、實驗?zāi)康?、掌握BMP文件格式，熟悉各參數(shù)和圖像數(shù)據(jù)的存放方式；2、通過編程實現(xiàn)對圖像內(nèi)容的讀取（到內(nèi)存中）；3、完成圖像的顯示，掌握設(shè)備環(huán)境上下文（DC）的使用方式。4、對圖像進行二值化、求邊緣、增強等簡單處理。二、實驗儀器設(shè)備、工具及材料設(shè)備：多媒體計算機。軟件：Visual Studio 6.0及以上版本。材料：灰度圖像，24位真彩色圖像（均為非壓縮BMP格式）等。三、實驗內(nèi)容及步驟1、BMP文件格式BMP是Bitmap（位圖）的簡寫，是Windows操作系統(tǒng)

2、中的標準圖像文件格式。Windows 3.0以前的BMP圖文件格式與顯示設(shè)備有關(guān)，稱為設(shè)備相關(guān)位圖DDB文件格式。Windows 3.0以后的BMP圖象文件與顯示設(shè)備無關(guān)，因此稱為設(shè)備無關(guān)位圖DIB（device-independent bitmap）格式。BMP文件由4部分組成：位圖文件頭（BITMAP）、位圖信息頭（BITMAPINFOHEADER）、彩色表（RGBQUAD）和圖像數(shù)據(jù)陣列。對應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義如下（來自MSDN）。typedef struct tagBITMAP WORD bfType; / , must be BM DWORD bfSize; / size (bytes)

3、 of the bitmap file WORD bfReserved1; WORD bfReserved2; DWORD bfOffBits; / offset (bytes) from this structure to the bitmap bits BITMAP;typedef struct tagBITMAPINFO BITMAPINFOHEADER bmiHeader; RGBQUAD bmiColors1; BITMAPINFO, *PBITMAPINFO; typedef struct tagRGBQUAD BYTE rgbBlue; BYTE rgbGreen;BYTE rg

4、bRed; 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;/ BI_RGB: uncompressedDWORD biSizeImage; / size(byte

5、s) of image, set to 0 for BI_RGB bitmapsLONG biXPelsPerMeter;/ horizontal resolutionLONG biYPelsPerMeter;/ vertical resolutionDWORD biClrUsed;DWORD biClrImportant; BITMAPINFOHEADER;自然界所有顏色都可由紅、綠、藍（R，G，B）組合而成。R/G/B各自分成256級，這種分級概念稱為量化，這樣就能表示256×256×256約1600萬種顏色，這對于人眼來說已經(jīng)足夠豐富了。對于顏色數(shù)遠遠少于1600萬種

6、的彩色圖，可以用一個表：表中的每一行記錄一種顏色的R、G、B值。這樣當我們表示一個象素的顏色時，只需要指出該顏色是在第幾行，即該顏色在表中的索引值。這張R、G、B的表，就是我們常說的調(diào)色板（Palette），另一種叫法是顏色查找表LUT(Look Up Table）。用R、G、B顏色表示所有的顏色叫做真彩色圖（true color）。表示真彩色圖時，每個象素直接用R、G、B三個分量字節(jié)表示，而不采用調(diào)色板技術(shù)。真彩色圖又叫做24位色圖。在Windows下，RGB顏色陣列存儲的格式其實BGR。而32位的RGB位圖像素數(shù)據(jù)格式是：藍色B值、綠色G值、紅色R值、透明通道A值。透明通道也稱Alpha通

7、道，該值是該像素點的透明屬性，取值在0（全透明）到255（不透明）之間。2、BMP文件加載加載文件的目的是要得到圖片屬性及RGB數(shù)據(jù)，以便將其繪制在DC上。首先，加載文件頭：BITMAP header;(char*)&header,sizeof(header);然后，加載位圖信息頭：BITMAPINFOHEADER infoheader;(char*)&infoheader,sizeof(infoheader);這里我們得到了3各重要的圖形屬性：寬，高，以及每個像素顏色所占用的位數(shù)。接著，要考慮行對齊：由于Windows在進行行掃描的時候最小的單位為4個字節(jié)，所以當圖片寬wid

8、th乘以每個像素的字節(jié)數(shù)不是4的整數(shù)倍時，要在每行的后面補0。需要通過下面的方法計算正確的數(shù)據(jù)長度：m_dwBytesPerLine = (m_pBmpInfoHead->biWidth) + 3) >> 2) << 2;/ 灰度m_dwBytesPerLine = (m_pBmpInfoHead->biWidth*3) + 3) >> 2) << 2;/ 24位真彩m_iImageDataSize = m_dwBytesPerLine * m_pBmpInfoHead->biHeight;最后，加載圖片數(shù)據(jù)：對于24位和32位

9、的位圖文件，位圖數(shù)據(jù)的偏移量為sizeof(BITMAP) + sizeof(BITMAPINFOHEADER）也就是說現(xiàn)在可以直接讀取圖像數(shù)據(jù)了。m_pImageData = new unsigned charm_iImageDataSize;(char*) m_pPixelData, m_iImageDataSize );如果你足夠細心，就會發(fā)現(xiàn)內(nèi)存m_pPixelData里的數(shù)據(jù)的確是BGR格式，可以用個純藍色或者是純紅色的圖片測試一下。3、BMP文件顯示下面是一段GDI繪制代碼（一般可在OnDraw函數(shù)中實現(xiàn)），僅作參考。對于有調(diào)色板的圖像：CPalette * pOldPal = p

10、DC->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

11、( pOldPal, 1 );如果沒有調(diào)色板：: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 );4、圖像處理此處，我們僅對灰度圖像進行簡單的處理，可以在二值化、求邊緣和圖像增強之中選擇一到兩個進行嘗試。二值化：設(shè)定一個閾值（比如128），逐一檢查每個像素的值，大于等于這個值的像素被設(shè)為255，小于這個閾值的像素被設(shè)為0。就會出現(xiàn)一個二值化的結(jié)果。求邊緣：簡單的求邊緣算法是對圖像中每個像素（最邊緣的像素可不考慮）進行二維卷積運算，可以采用Sobel算