【文章內(nèi)容簡介】 共有 256 項(xiàng)，圖像顏色表中每一表項(xiàng)由紅、綠、藍(lán)顏色分量組成，并且三種顏色分量的值相等；每個像素由 8 位組成，其值范圍從 0255，表示 256 種不同的灰度級，同時對應(yīng)顏色表中的 256 項(xiàng)顏色值。 偽彩色圖像 [7]與灰度圖相似，其存儲文件中也帶有圖像顏色表，偽彩色圖像中顏色表中的紅綠藍(lán)分量值不全相等；整幅圖像僅有 256 種顏色，像素也是由 8 位組成，像素值代表顏色表的表項(xiàng)入口地址。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁 共 45 頁 位真彩色圖像 具有全彩色照片表達(dá)能力的圖像為 24 位彩色圖像 [7]， 24 位真彩色圖像存儲文件中不帶有圖像顏色表；圖像中每一像素由 RGB 三個分量組成，每個分量各占 8 位，取值范圍為 0255，每個像素需 24 位。 與設(shè)備無關(guān)位圖 最常見的圖像格式是位圖格式，其文件名以 BMP 為擴(kuò)展名。與設(shè)備相關(guān)位圖 (DDB)是一種內(nèi)部位圖格式，它顯示的圖像依計(jì)算機(jī)顯示系統(tǒng)的設(shè)置不同而不同，因此一般不存儲文件。 Windows SDK 提供了標(biāo)準(zhǔn)的 DDB 位圖操作函數(shù)， MFC 中定義了 CBitmap類來說明 DDB 位圖。由于其對設(shè)備的依賴性，位圖在不同類型的計(jì)算機(jī)間的傳遞是沒有任何意義的。因此，人們在開發(fā)應(yīng)用程序 時，經(jīng)常采用與設(shè)備無關(guān)位圖 (DIB)。 DIB 可以在不同的機(jī)器或系統(tǒng)中顯示位圖固有的顏色。與 DDB 相比， DIB 是一種外部的位圖格式，經(jīng)常存儲以 BMP 為后綴的位圖文件， DIB 還支持圖像數(shù)據(jù)的壓縮。 BMP 文件由文件頭、位圖信息頭、顏色信息和圖像數(shù)據(jù)四部分組成 [7]。位圖結(jié)構(gòu)如下圖所示： 位圖文件頭結(jié)構(gòu) BITMAPFILEHEADER 位圖信息頭結(jié)構(gòu) BITMAPINFOHEADER 位圖顏色表 RGBQUAD 位圖像素數(shù)據(jù) 圖 31 位圖文件結(jié)構(gòu) 1. BMP 文 件頭 BMP 位圖文件頭數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含 BMP 文件的類型、文件大小和位圖起始位置等信息。它的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下定義： typedef struct tagBITMAPFILEHEADER { WORD bfType； //位圖文件的類型，必須為 BM DWORD bfSize； //位圖文件的大小，以字節(jié)為單位 WORD bfReserved1； //位圖文件保留字，必須為 0 WORD bfReserved2； //位圖文件保留字，必須為 0 DWORD bfOffBits； //位圖數(shù)據(jù)的起始位置，以字節(jié)為單位 } BITMAPFILEHEADER； 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁 共 45 頁 2. 位圖信息頭 BMP 位圖信息頭數(shù)據(jù)用于說明位圖的尺寸等信息。 typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{ DWORD biSize； //本結(jié)構(gòu)所占用字節(jié)數(shù) LONG biWidth。 //位圖的寬度，以像素為單位 LONG biHeight。 //位圖的高度，以像素為單位 WORD biPlanes。 //目標(biāo)設(shè)備的級別，必須為 1 WORD biBitCount； //每 個像素所需的位數(shù) DWORD biCompression。 //位圖的壓縮類型 DWORD biSizeImage。 //位圖的大小，以字節(jié)為單位 LONG biXPelsPerMeter。 //位圖水平分辨率，每米像素數(shù) LONG biYPelsPerMeter。 //位圖垂直分辨率，每米像素數(shù) DWORD biClrUsed。 //位圖實(shí)際使用的顏色表中的顏色數(shù) DWORD biClrImportant。 //位圖顯示過程中重要的顏色 數(shù) } BITMAPINFOHEADER。 3. 顏色表 顏色表用于說明位圖中的顏色，它有若干個表項(xiàng)，每一個表項(xiàng)是一個 RGBQUAD 類型，定義一種顏色。 RGBQUAD 結(jié)構(gòu)的定義如下： typedef struct tagRGBQUAD { BYTE rgbBlue； //藍(lán)色的亮度 BYTE rgbGreen； //綠色的亮度 BYTE rgbRed； //紅色的亮度 BYTE rgbReserved； //保留，必須為 0 } RGBQUAD； 4. 位圖數(shù)據(jù) 位圖數(shù)據(jù)記錄了位圖的每一個像素值，記錄順序是在掃描行內(nèi)是從左到右，掃描行之間是從下到上。位圖的一個像素值所占的字節(jié)數(shù)： 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁 共 45 頁 當(dāng) biBitCount=1 時， 8 個像素占 1 個字節(jié)； 當(dāng) biBitCount=4 時， 2 個像素占 1 個字節(jié)； 當(dāng) biBitCount=8 時， 1 個像素占 1 個字節(jié)； 當(dāng) biBitCount=24 時， 1 個像素占 3 個字節(jié)。 位圖像素的位數(shù)可為 1， 4， 8 和 24，其圖像的顏色數(shù)分別為 2， 16， 256 和真彩色。前三種具有對應(yīng)的顏色表，而 24 位位圖無顏色表，像素值就是顏色值。顏色表中一般將最重要的顏色 排在前面。 位圖的顯示 雖然 MFC 沒有封裝 DIB，但是在程序中使用 DIB 還是十分方便的，只要構(gòu)造出自己的 DIB 函數(shù)庫就可以了， DIB 函數(shù)庫 [4]包括以下操作： // ************************************************************** // DIB(Independent Bitmap) API 函數(shù)庫： // // PaintDIB() 繪制 DIB 對象 // CreateDIBPalette() 創(chuàng)建 DIB 對象調(diào)色板 // FindDIBBits() 返回 DIB 圖像象素起始位置 // DIBWidth() 返回 DIB 寬度 // DIBHeight() 返回 DIB 高度 // PaletteSize() 返回 DIB 調(diào)色板大小 // DIBNumColors() 計(jì)算 DIB 調(diào)色板顏色數(shù)目 // CopyHandle() 拷貝內(nèi)存塊 // // SaveDIB() 將 DIB 保存到指定文 件中 // ReadDIBFile() 從指定文件中讀取 DIB 對象 // // DIBToPCX256() 將指定的 256 色 DIB 對象保存為 256 色 PCX文件 // ReadPCX256() 讀取 256 色 PCX 文件 // ************************************************************** 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 共 45 頁 DIB 函數(shù)庫中封裝了很多關(guān)于 DIB 位圖的操作，在這些操作的基礎(chǔ)上可以很容易地實(shí)現(xiàn)位圖的顯示，程序流程圖如下所示： 圖 32 位圖顯示流程圖 彩色圖像的顏色空間轉(zhuǎn)換 顏色是由光源、物體，人的視覺感官相互作用而在人的大腦中形成的一種感知。顏色空間，又稱為顏色模型，是用簡單方法描述所有顏色的一套規(guī)則和定義。目前，常見的顏色空間 [11]有 7 種：光譜空間、 RGB 空間、 HSV 空間、 HLS 空間、 CIE XYZ 空間、 CIE xyY 空間和 CIE LUV 空間。其中，為了實(shí)現(xiàn)理想的數(shù)字圖像處理效果，本系統(tǒng)中涉及到了 RGB 空間利用 CIE XYZ 空 間向 CIE LUV 空間轉(zhuǎn)換的算法。以下，就簡單介紹一下這三種顏色空間及系統(tǒng)中所采用的顏色空間轉(zhuǎn)換公式。 顏色空間 RGB 顏色空間 [11]，是計(jì)算機(jī)使用者最為熟悉的顏色空間。任何一種顏色都可以由紅、綠、藍(lán)三種基本顏色按照不同的比例混合得到， RGB 就是在這樣理論的基礎(chǔ)上建立起來的。 RGB 顏色模型主要應(yīng)用于 CRT 監(jiān)視器和圖形刷新設(shè)備中，因而，它在真實(shí)感圖形繪開 始 得到位圖文件的路徑 打開位圖文件 保存位圖數(shù)據(jù)，并創(chuàng)建調(diào)色板 將新調(diào)色板作為設(shè)備環(huán)境的調(diào)色板，并保留原調(diào)色板 顯示位圖，恢復(fù)原調(diào)色板 結(jié) 束 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 共 45 頁 制系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。該系統(tǒng)采用笛卡兒直角坐標(biāo)系來定義顏色空間，三個坐標(biāo)軸分別對應(yīng)合成顏色的紅色、綠色、藍(lán)色三分量。在該空間中，任一點(diǎn)所代表的顏色 可由從坐標(biāo)原點(diǎn)到該點(diǎn)的向量來表示，其中坐標(biāo)原點(diǎn)代表黑色。 XYZ 顏色空間 1931 年， CIE 制定了一種叫做 CIE XYZ[11]的新的顏色空間。該空間采用了三個設(shè)想的基 色 X， Y， Z 取代了 RGB 顏色空間的三基色紅、綠、藍(lán)， CIE 選擇的 X， Y， Z基色具有如下性質(zhì)： ① X， Y， Z 值都是正的 。 ② Y 值表示人眼對亮度的響應(yīng) 。 ③ 每一種顏色都表示成 X， Y， Z 的混合 。 與 RGB 顏色空間一樣， CIE XYZ 顏色空間也采用笛卡兒直角坐標(biāo)系來定義顏色空間，其可見顏色子空間形成了 — 個以原點(diǎn)為錐頂?shù)腻F體。由于在實(shí) 際應(yīng)用中，并不采用CIE XYZ 顏色空間，但在一種顏色空間向另一種顏色空間轉(zhuǎn)換時，經(jīng)常要先轉(zhuǎn)換為 CIE XYZ 顏色空間，然后才能轉(zhuǎn)換為另一種顏色空間。 3. CIE LUV 顏色空間 在日常生活中，不同的顏色會給人不同的感覺。為了描述這種差異， CIE LUV 顏色空間應(yīng)運(yùn)而生，在眾多的顏色空間中 CIE LUV 顏色空間成功地模擬了人類的顏色視覺特征。 CIE LUV[11]顏色空間是六七十年代發(fā)展起來的顏色空間 ， 該空間是定義在圓柱坐標(biāo)系基礎(chǔ)上的，其最大的優(yōu)點(diǎn)是空間中兩種顏色間的幾何距離有效地反映了人對它們的感知色差。 4. 顏 色空間轉(zhuǎn)換公式 ① 首先，系統(tǒng)用到 RGB顏色空間與 CIE XYZ REC709顏色空間的相互轉(zhuǎn)換公式 [11]。 12 58 80 13 15 72 19 19 50XRYGZB? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 3. 24 1 1. 53 7 0. 49 90. 96 9 1. 87 6 0. 04 20. 05 6 0. 20 4 1. 05 7RXGYBZ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? (1) RGB CIE XYZ REC709 (2) CIE XYZ REC709 RGB ②其次 ,系統(tǒng)用到了 CIE LUV 顏色空間的一些計(jì)算公式 [11]。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)