彩图和灰图（调板）

彩图和灰图（调板）

从以下几个方面谈谈灰度化，什么是灰度化？为什么要灰度化？灰度化的方法？

之前老不理解王克师兄的基于全画面是啥意思，今天看了李雪梅．唐万有《印刷品缺陷检测的方法研究》终于似乎有些明白。“密度检测和度检测虽然是有效的印刷质量控制方式，但这种控制方式主要依赖检测局部块(测控条)，缺陷检测要求操作者积累的经验和主观判断。” 可以看得出以前的检测方式是基于局部的，机器视觉的检测是基于整个画面的。

20190104更新：昨天终于结束了开题报告，齐春老师的两个学生分别做的是图像去雾和2D转D，李杰老师的两个学生做的是相机硬件那一块。开完题终于可以安心弄自己的了，离放假还有三周时间，不仰望星空，只脚踏实地。0104 - 0111这一周的时间主要还是沿着开题前的灰度化做。主要研究下彩图和灰图的种种吧。

一，一些科普吧。

人类能辨别的彩：人类可以辨别几千种不同的彩而只能辨别几十种不同的灰度。

颜的本质：颜的本质是牛顿最早系统研究和发现的，牛顿真是个人才。物质之所以呈现出某种颜，一般是由于物质有选择地吸收了白光中的某种波长的光，从而呈现出与之互补的那种光的颜。

灰：灰的一个极端白反射了所有的光，另一个极端黑则吸收了所有的光。中间的灰能够同样吸收所有波长的光，只不过同时也会反射所有波长的光，反射的光多显浅灰，反射的光少显深灰。

彩图像处理技术：分为伪彩处理技术和真彩处理技术，前者是将灰度图像转化为彩图像的处理，后者是对彩图像不同分量的分别处理。都不是我要研究的重点，了解即可。

二，彩模型：从应用的角度看，人们所提出的众多彩模型可分成两类。一类面向诸如彩显示器或彩打印机之类的硬设备，另一类面向视觉感知或者说以彩处理分析为目的的应用，如各种图像处理算法。颜通常用三个相对独立的属性来描述，三个独立变量综合作用，自然就构成一个空间坐标，这就是颜空间。而颜可以由不同的角度，用三个一组的不同属性加以描述，就产生了不同的颜空间。但被描述的颜对象本身是客观的，不同颜空间只是从不同的角度去衡量同一个对象。颜空间按照基本结构可以分两大类：基颜空间和、亮分离颜空间。前者的典型是 RGB，还包括 CMY、CMYK、CIE XYZ 等；后者包括 YCC/YUV、Lab、以及一批“相类颜空间”。

1，RGB模型

2，CMY模型，利用三基光叠加产生的光的三补：蓝绿（cyan，蓝加绿），品红（magenta，红加蓝），黄（yellow，红加绿）。也是颜料的三基，故主要用于彩打印。

，YUV模型，Y是亮度分量，也就是灰度。UV是度分量，疑问1。跟视觉有关，人类对绿敏感。

4，前面三种都是面向硬设备的彩模型，还有一大类是面向视觉感知的彩模型。最基本的是HSI模型和LAB模型。

三，谈谈为什么要灰度化吧，相机也是有黑白相机的，CCD也是能自带灰度图的，这也是我的疑问，也是开题的时候李杰老师问我的。黑白CCD摄像机获得的图像经过彩图像采集卡模数转换后，得到的是24位真彩数字图像。存疑。

四，编程过程中的重点操作：

    1，将逻辑调板选入系统调板：

HPALETTE m_hPalette;
：：SelectPalette(pDC -> GetSafeHdc(), m_hPalette, TRUE);
pDC -> SetStretchBltMode(COLOROCOLOR); // 是否必要？

五，具体方法，分为直接法和间接法，其中直接法又按照是否生成调板分为两种方式。

    1，直接法不生成调板。直接操作原像素的RGB，注意位图数据中是以BGR，BGR的形式依次排列的。

步骤如下：
(1) 取真彩图像每个象素的R、G、B三个字节分量；
(2) 计算加权灰度值GrayValue=0.B0.59G0.11R；
() 令R=G=B=GrayValue，并替换原图中每个象素的RGB分量。

其中，GrayValue的值有多种取法，这里采用的是最符合人眼视觉的方法。以下面图像为例。采用按行按列的循环方式方法1的灰度化需要12ms.

用不同的循环方式遍历像素耗时竟然相差10倍以上！！！

	// 用如下这种for循环计算时跳不过因为要补齐4字节整数倍的空字节，会出现不理想的效果/* 以下这种循环用时很少，基本在5ms以内for(int i = 0; i < n/; i){*(m__lpData  i*) = *(m__lpData  i*  2 );*(m__lpData  i*1) = *(m__lpData  i*  2 );}*/ // 以下这种循环用时很长，基本在50ms以上for(int i = 0; i < m_Dib.GetHeight(); i)for(int j = 0; j < m_Dib.GetWidth(); j){*( m__lpData  i*m_Dib.GetLineByte()  j*  2 ) = *( m__lpData  i*m_Dib.GetLineByte()  j* );*( m__lpData  i*m_Dib.GetLineByte()  j*  1 ) = *( m__lpData  i*m_Dib.GetLineByte()  j* );}

用第一种循环方式遍历每个像素，即不考虑行和列，而是直接看作一个连续的整体，耗时虽然很短，但是如果实验图的每行最后需要补0以成为4的整数倍时，容易出现失真。如下图所示：

解决方案为： 

     首先，如果CCD相机拍的图每行字节数正好是4的整数倍（一般是的）就不用解决这个问题了，相机拍出的图像是跟相机相关的，比如王蒙师实验室用的CCD面阵相机采的图都是1500*1000像素，每行有4500字节，自然是4的整数倍，因此不用考虑该问题。

    以下是具体解决方案：

if(m_Dib.GetLineByte() /  == 0)                 // 每行像素刚好是4字节整数倍，末尾不用补零{for(int i = 0; i < n/; i){*(m__lpData  i*) = *(m__lpData  i*  2 );*(m__lpData  i*1) = *(m__lpData  i*  2 );}}
else                                             // 每行末尾需要补零凑齐4字节整数倍的情况
{int nJumpByte = m_Dib.GetLineByte() - m_Dib.GetWidth() * ;        // 每行补零字节数为nJumpByteint nCount = 0;                               // 计数，追踪处理到每行第几个像素for(int j = 0; j < m_Dib.GetWidth() * m_Dib.GetHeight();j){*(m__lpData  j*) = *(m__lpData  j*  2 );*(m__lpData  j*1) = *(m__lpData  j*  2 );nCount;if(nCount == m_Dib.GetWidth())j = nJumpByte;}
}

用了一个if-else结构判断是否存在末尾补零的情况。具体思想就是遇到末尾零字节自动跳过。因为RGB的分量灰度化不用计算灰度值，所以基于主的真彩图灰度化是否是一种行之有效的方法？

 2，直接法生成调板

产生256级灰度调板。直接将24位位图转化为带调板的256级灰度位图。
步骤如下：
(1) 创建256位图的颜表，顺序排列为(0,0,0)，(1,1,1)、⋯(255,255,255)；
(2) 据这个颜表来创建逻辑调板；计算每个象素像第一种方法一样；
() 改写图像象素数据。此时分配内存是原图像的三分之一，计算每个象素的加权灰度值GrayValue=0.B0.59G0.11R，压缩三个象素为只用一个字节记录，计算灰度后再将这个灰度值直接每字节顺序填入到分配的内存中；
(4) 改变文件信息头中相关信息，此时该图像文件大小变为：信息头结构大小颜表结构大小256(RGBQUAD)结构大小图像大小。其信息头中的biSizelmage应为原来的1／；biBitCount应为8。

  2.1 调板的作用？？

      显示图像的时候发现有没有选入设备环境新的调板结果都是一样的。。。。

       创建调板的一般步骤:
　　1 建立一个LOGPALETTE结构和PALETTEETRY数组
　　2 对PALETTEETRY数组进行赋值,即创建调板颜表
　　 建立CPalette对象并使用CreatePalette函数初始化调板对象
　　4 使用SelectPalette函数将设备描述表和调板联系起来
　　5 使用CDC中的RealizePalette函数使调板生效

	// 设置调板DWORD dwSize = 2*sizeof(WORD)  m_Dib.GetumOfColor() * sizeof(PALETTEETRY);// 调板大小LPLOGPALETTE lpLogPalette = (LPLOGPALETTE)new BYTE[dwSize];                  // 为调板申请内存memset(lpLogPalette,0,dwSize);// 生成新的逻辑调板lpLogPalette->palVersion = 0x00;lpLogPalette->palumEntries = (unsigned short)m_Dib.GetumOfColor();for(int i = 0; i < (int)m_Dib.GetumOfColor(); i){lpLogPalette->palPalEntry[i].peBlue = i;lpLogPalette->palPalEntry[i].peGreen = i;lpLogPalette->palPalEntry[i].peRed = i;lpLogPalette->palPalEntry[i].peFlags = 0;m__lpRgbQuad;}// 创建调板CPalette m_palette;m_palette.CreatePalette(lpLogPalette);dc.SelectPalette(&m_palette,TRUE);dc.RealizePalette();

以上代码设置的调板起不到作用，怎样才能让设置的调板起作用呢？

  虽然设置调板行不通了，但可以通过改造数据进行操作。这也是书梦用到的方法。以上三种方法对猩猩图的灰度化分别为5,17,12毫秒。