提取图像直方图（图像处理）

news2024/11/15 17:35:21

继直方图规定化后的研究

由于直方图规定化是根据两张图片的累计直方图进行图像的处理。对于这个处理过程，我尝试了很图像进行替换色系，但是没有找到一个相对合适案例，来体现直方图规定化这个算法的精妙之处。在多次尝试中，我发现一个灰度图像（原图）和一个彩色图像（规定化图）进行直方图规定化处理后，就会得到一个彩色的图像。

我的发现

我们都知道，灰度图像转换为彩色图形，一般情况下都是假彩色。如何将一个灰度图像进行还原成原本的彩色图像，那就是我们需要获得彩色图像的直方图。

创新之处

我利用彩色图像，生成一个色条，该色条与宽度无关。也就是说，我用 1 个像素宽，n 个像素长的有颜色的色条，就可以储存该图像的直方图。通过该色条与一张灰度图像，使用直方图规定化算法就可以将彩色图像还原出来。

具体的用处

一种新的图像储存方式，使得图像的存储空间更小。
作为直方图规定化的后续研究提供另一种思路。
解决一些需要由灰度图像转换为彩色图像的便捷方式。

图像说明

使用程序可以将图像的直方图提取出来，显示到图片下面，如图所示。

源码:


///
// 程序名称：图像处理——提取直方图
// 编译环境：Mictosoft Visual Studio 2013, EasyX_20200315(beta)
//

#include<graphics.h>
#include<conio.h>
#include<math.h>

// 计算每一种 DN 值在整个像片中所占的比例
void Hist(IMAGE *pimg, double num[][256])
{
  DWORD *p = GetImageBuffer(pimg);
  for (int j = 0; j < 256; j++)
  {
    double sumr = 0.0;
    double sumg = 0.0;
    double sumb = 0.0;
    for (int i = pimg->getwidth() * pimg->getheight() - 1; i >= 0; i--)
    {
      if (j == GetRValue(p[i]))
      {
        sumr++;
      }
      if (j == GetGValue(p[i]))
      {
        sumg++;
      }
      if (j == GetBValue(p[i]))
      {
        sumb++;
      }
    }
    num[0][j] = sumr / (pimg->getwidth() * pimg->getheight());
    num[1][j] = sumg / (pimg->getwidth() * pimg->getheight());
    num[2][j] = sumb / (pimg->getwidth() * pimg->getheight());
  }
}

// 累计直方图
void HistTOsum(double Hist[][256], int Sum[][256])
{
  for (int j = 0; j < 3; j++)
  {
    double mysum = 0;
    for (int i = 0; i < 256; i++)
    {
      mysum += Hist[j][i];
      Sum[j][i] = (int)mysum;
    }
  }
}

int main()
{
  int  width = 0;
  int  height = 0;
  IMAGE imgpolt, imgTM;
  loadimage(&imgpolt, _T("bingbing.jpeg"));    // 加载原图
  width = imgpolt.getwidth();
  height = imgpolt.getheight();
  initgraph(width, height + 30);
  setbkcolor(WHITE);
  cleardevice();
  putimage(0, 0, &imgpolt);

  double HistPO[3][256];            // 原图像的频率
  int HistPOsum[3][256];            // 原累计直方图

  Hist(&imgpolt, HistPO);            // 计算原图的直方图

  for (int i = 0; i < 256; i++)
  {
    HistPO[0][i] = HistPO[0][i] * width;
    HistPO[1][i] = HistPO[1][i] * width;
    HistPO[2][i] = HistPO[2][i] * width;
  }

  HistTOsum(HistPO, HistPOsum);        // 计算原图的累计直方图

  for (int x = 0; x < width; x++)
  {
    int r = 0, g = 0, b = 0;
    bool Isr = true;
    bool Isg = true;
    bool Isb = true;
    for (int j = 0; j < 256; j++)
    {
      if (x <= HistPOsum[0][j] && Isr)
      {
        r = j;
        Isr = false;
      }
      if (x <= HistPOsum[1][j] && Isg)
      {
        g = j;
        Isg = false;
      }
      if (x <= HistPOsum[2][j] && Isb)
      {
        b = j;
        Isb = false;
      }
      if (Isr == false && Isg == false && Isb == false)
      {
        // 颜色在内存中的表示形式为：0xbbggrr (bb=蓝，gg=绿，rr=红)，但是显存中的颜色表现形式为 0xrrggbb。 
        // 所要特别注意这里两者的红色和蓝色是相反的。
        setlinecolor(RGB(b, g, r));
        line(x, height, x, height + 30);
        break;
      }
    }
  }
  setfillcolor(RED);
  bar(0, height - 20, 140, height);
  setlinestyle(PS_SOLID | PS_ENDCAP_SQUARE, 4);
  setlinecolor(RED);
  settextcolor(WHITE);
  settextstyle(25, 0, L"微软雅黑", 0, 0, 0, false, false, false, DEFAULT_CHARSET, OUT_DEFAULT_PRECIS, CLIP_DEFAULT_PRECIS, ANTIALIASED_QUALITY, DEFAULT_PITCH);
  line(0, height, width, height);
  line(0, height + 28, width, height + 28);
  setbkmode(TRANSPARENT);
  outtextxy(0, height - 20, _T("颜色直方图色条"));
  _getch();
  return 0;
}

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