（day1）数字图像处理与机器视觉啃书随笔

（day1）数字图像处理与机器视觉啃书随笔

---

一、BMP位图的结构

BMP由位图文件头、位图信息头、调色板、实际位图数据这一顺序四部分组成。
其中位图信息头包含了位图的宽高像素数、是否压缩、图像大小、是否压缩等信息，是与设备无关的。
规定位图的左上角是图像原点，且位图的每一行占用的字节数必须是4字节的整数倍。

---

二、灰度直方图

1.归一化直方图

归一化是遍历图像，按照灰度值分类，以此来累加灰度值计数器。为了归一化，最后要用各个等级的灰度值除图像总面积。 代码如下（示例）：

BOOL CImgProcess::GenHist(double * pdHist, int n)
{
	// 首先检查图像的类型，这里的m_pBMIH保存位图的信息头
	if (m_pBMIH->biBitCount!=8) return false;

	// 检查n范围
	if ((n<=0)||(n>256)) return false;

	// 计算分段因子
	double dDivider;

	memset(pdHist, 0, n * sizeof(double));
	dDivider = 256.0 / (double)n;

	BYTE bGray;	// 临时变量,存储当前光标像素的灰度值
	for (int i=0; i<m_pBMIH->biHeight; i++)
	{
		for (int j=0; j<m_pBMIH->biWidth; j++)
		{
			bGray = GetGray(j, i);//GetGray函数定义在Imp.cpp中，功能是获取指定坐标的灰度值
			pdHist[(int)(bGray / dDivider)]++;	// 指定的灰度区间自加
		}
	};

	UINT square = m_pBMIH->biWidth * m_pBMIH->biHeight;

	for (int k=0; k<n; k++) 
	{
		pdHist[k]=pdHist[k]/square;
	}

	return true;
}

注：RGB转灰度图像的原理

double dGray = (0.30*r + 0.59*g + 0.11*b);//RGB值和灰度的转换，实际上是人眼对于彩色的感觉到亮度感觉的转换，这是一个心理学研究结果

2.灰度的线性变换

灰度的线性变换函数：

f (x) = kx + d

其中，改变k即改变图像对比度，改变b即改变图像整体亮度。
代码如下：

BOOL CImgProcess::LinTran(CImgProcess* pTo, double dFa, double dFb)
{
	// 首先检查图像是否是8位灰度图像
	if (m_pBMIH->biBitCount!=8) return false;

	BYTE gray;		// 临时变量,存储当前光标像素的灰度值
	int target;		// 临时变量,存储当前光标像素的目标值

	for (int i=0; i<m_pBMIH->biHeight; i++)
	{
		for (int j=0; j<m_pBMIH->biWidth; j++)
		{
			gray = GetGray(j, i);

			target = int (dFa * gray + dFb);

			if (target < 0) target = 0;
			if (target > 255) target = 255;

			// 写入目标图像
			pTo->SetPixel(j, i, RGB(target, target, target));
		}
	};

	return true;
}

3.灰度的对数变换

灰度的对数变换函数：

T(r)=clog(r+1)

其中，c是变换尺度，r是原值。
对数变换可以增强图像中暗处的细节，因此广泛用于频谱图像的显示中，典型就是傅里叶频谱。傅里叶变换后，动态范围极大，会丢掉大量暗处细节，因此要先用对数变换处理。

target = int (dC * log( (double)(gray + 1) ));

4.灰度的伽马变换

又称指数变换或幂指变换，灰度的伽马变换函数：

y=(x+esp)^γ

伽马变换可以选择增强图像的暗处或亮处的对比度。
当γ>1时，图像的高灰度区域对比度得到增强
当γ<1时，图像的低灰度区域对比度得到增强
当γ=1时，相当于线性变换，图像的对比度不得到增强

target = int (pow( (gray+comp)/255.0, gamma ) * 255);

4.灰度的阈值变换

灰度的阈值变换函数：

　　　　　0 　　　x=T

又称二值变换

void CImgProcess::Threshold(CImgProcess *pTo, BYTE bThre)
{
	int i, j;
	BYTE bt;
	for(j = 0; j < m_pBMIH->biHeight; j ++)
	{
		for(i=0; i<m_pBMIH->biWidth; i++)
		{
			bt = GetGray(i, j);
			if(bt<bThre)
				bt = 0;
			else
				bt = 255;

			pTo->SetPixel(i, j, RGB(bt, bt, bt));
		}
	}
}

---