VC编程实现灰度图像与彩色图像的相互转换

  PhotoShop的图像处理功能很强，其中有一个功能是将灰度图像转换为彩色图像，数字图像处理中，也经常要遇到灰度图像与彩色图像相互转换的问题，如何自己解决这个问题，值得大家探讨，现将我解决这类问题的方法陈述如下：

　　工程应用中经常要遇到需要把彩色图像到灰度图像的变换的问题，采集卡过来的图像为彩色图像，为加快处理速度，要把彩色图像转换为黑白图象，这个问题比较好解决，一般情况下彩色图像每个像素用三个字节表示，每个字节对应着R、G、B分量的亮度（红、绿、蓝），转换后的黑白图像的一个像素用一个字节表示该点的灰度值，它的值在0~255之间，数值越大，该点越白，既越亮，越小则越黑。转换公式为Gray(i,j)=0.11*R(i,j)+0.59*G(i,j)+0.3*B(i,j)，其中Gray(i,j)为转换后的黑白图像在（i,j）点处的灰度值，我们可以观察该式，其中绿色所占的比重最大，所以转换时可以直接使用G值作为转换后的灰度。

　　至于灰度图像转换为彩色图像，技术上称为灰度图像的伪彩色处理，这是一种视觉效果明显而技术又不是很复杂的图像增强技术。灰度图像中，如果相邻像素点的灰度相差不大，但包含了丰富的信息的话，人眼则无法从图像中提取相应的信息，因为人眼分辨灰度的能力很差，一般只有几十个数量级，但是人眼对彩色信号的分辨率却很强，这样将黑白图像转换为彩色图像人眼可以提取更多的信息量。在转换过程中，经常采用的技术是灰度级-彩色变换，意思就是对黑白图像上的每一个像素点，取得该点的灰度值并送入三个通道经过实施不同的变换，产生相应的R、G、B的亮度值，即所求彩色图像对应像素点的彩色值，具体变换公式很多，我采用的是最常用的一种，变换曲线图如下：


　　上图中，三个图分别代表了三个变换通道，R、G、B指的是变换后对应点的R、G、B分量值，L指的是各个分量的最大值为255，G（x,y）为相应点的灰度值。理论上就这些，下面是我用VC实现的源代码，图一为我的灰度位图，图二为伪彩色处理后的结果图。我这个实现函数中是如何得到灰度位图的数据的就不多讲了，有兴趣的朋友可参考我在天极网上九月十号发表的《VC灰度位图处理》一文，那里应该讲的很清楚了。需要读者注意的是彩色图像中每个象素中的三个字节分别代表的分量，第一个字节为B，第二个为G值、最后一个为R值，这个顺序不要搞错了。代码实现如下：
void CDibView::OnMenuchange() file://图像转换实现函数
{
　 // TODO: Add your command handler code here
　 HANDLE data1handle;
　 LPBITMAPINFOHEADER lpBi;
　 BITMAPINFO *m_pBMI;
　 CDibDoc *pDoc=GetDocument();
　 HDIB hdib;
　 unsigned char *hData;
　 unsigned char *data;
　 hdib=pDoc->GetHDIB();//得到位图数据的句柄，其中包含图像信息头
　 BeginWaitCursor();
　 lpBi=(LPBITMAPINFOHEADER)GlobalLock((HGLOBAL)hdib);
　 hData=(unsigned char*)FindDIBBits((LPSTR)lpBi);
　 m_pBMI=new BITMAPINFO;//生成彩色图像的信息头
　 m_pBMI->bmiHeader.biBitCount=24;
　 m_pBMI->bmiHeader.biClrImportant=0;
　 m_pBMI->bmiHeader.biClrUsed=0;
　 m_pBMI->bmiHeader.biCompression=BI_RGB;
　 m_pBMI->bmiHeader.biHeight=lpBi->biHeight;
　 m_pBMI->bmiHeader.biWidth=lpBi->biWidth;
　 m_pBMI->bmiHeader.biPlanes=1;
　 m_pBMI->bmiHeader.biSize=sizeof(BITMAPINFOHEADER);
　 m_pBMI->bmiHeader.biXPelsPerMeter=0;
　 m_pBMI->bmiHeader.biYPelsPerMeter=0;
　 m_pBMI->bmiHeader.biSizeImage=WIDTHBYTES(lpBi->biWidth*8)*lpBi->biHeight*3;
　 file://data=hData;
　 int R,G,B,i,j;
　 data1handle=GlobalAlloc(GMEM_SHARE,WIDTHBYTES(lpBi->biWidth*8)*lpBi->biHeight*3);
　 file://生成存储彩色图象数据的缓冲区
　 data=(unsigned char*)GlobalLock((HGLOBAL)data1handle);
　 for(i=0;ibiHeight;i++)//实现灰度到彩色变换
　　 for(j=0;jbiWidth*8);j++)
　　 {
　　　 if(*(hData+i*WIDTHBYTES(lpBi->biWidth*8)+j)<=64)
　　　 {R=0;
　　　　 G=(int)4*(*(hData+i*WIDTHBYTES(lpBi->biWidth*8)+j));
　　　　 B=255;
　　　 }
　　　 if(*(hData+i*WIDTHBYTES(lpBi->biWidth*8)+j)>64
　　　　&& *(hData+i*WIDTHBYTES(lpBi->biWidth*8)+j)<=128)
　　　　 {R=0;
　　　　　 G=255;
　　　　　 B=(int)4*(128-*(hData+i*WIDTHBYTES(lpBi->biWidth*8)+j));
　　　　 }
　　　 if(*(hData+i*WIDTHBYTES(lpBi->biWidth*8)+j)>128
　　　　　&& *(hData+i*WIDTHBYTES(lpBi->biWidth*8)+j)<=192)
　　　　　 {R=(int)4*(*(hData+i*WIDTHBYTES(lpBi->biWidth*8)+j)-128);
　　　　　　 G=255;
　　　　　　 B=0;
　　　　　 }
　　　 if(*(hData+i*WIDTHBYTES(lpBi->biWidth*8)+j)>192
　　　　　&& *(hData+i*WIDTHBYTES(lpBi->biWidth*8)+j)<=255)
　　　　　 {R=255;
　　　　　　 G=(int)4*(255-*(hData+i*WIDTHBYTES(lpBi->biWidth*8)+j));
　　　　　　 B=0;
　　　　　 }
　　　 file://将生成的R、G、B分量存入目标缓冲区
　　　 *(data+i*WIDTHBYTES(lpBi->biWidth*8)*3+j*3)=B;
　　　 *(data+i*WIDTHBYTES(lpBi->biWidth*8)*3+j*3+1)=G;
　　　 *(data+i*WIDTHBYTES(lpBi->biWidth*8)*3+j*3+2)=R;
　　 }
　　 GlobalUnlock((HGLOBAL)hdib);
　　 GlobalUnlock(data1handle);
　　 EndWaitCursor();
　　 CClientDC pDC(this);
　　 file://显示真彩色图像
　　 StretchDIBits(pDC.GetSafeHdc(),0,0,lpBi->biWidth,lpBi->biHeight,0,0,
　　　　　　　　　 lpBi->biWidth, lpBi->biHeight,data,m_pBMI,DIB_RGB_COLORS,
　　　　　　　　　 SRCCOPY);
　　 delete m_pBMI;
}

图 一

图 二