彩色圖像技術
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摘要該文論述了在Windows同一窗口中顯示多幅彩色圖像的技術和實現方法,并提供最優化程序壓縮原圖像的顏色數量。
關鍵詞調色板Windows圖像處理
在目前的大多數微機中都配置了高性能的TVGA或SVGA圖形卡,在這些圖形卡中,紅、綠、藍三元色各占六位,顏色總數占18位,故可以顯示262144種顏色,在更高級的圖形卡中,甚至可達24位的真彩色。使用調色板技術,可以在一個窗口顯示256種顏色,每一副圖像都具有獨立的256個調色板,顯示時更換調色板便可滿足各幅圖像的顏色要求。
然而,在某些應用中則要求同一窗口中顯示兩幅甚至更多的彩色圖像,如果按照常規設計,窗口中只能正確地顯示其中一幅圖像,而其它的圖像則由于其調色板被更換,顏色就會混亂。在我們開發多媒體查詢系統——山東省旅游資源查詢子系統時,系統要求以一幅山東省彩色地圖為背景,然后在各個旅游景點設置一個觸摸按鈕,當用戶觸摸該按鈕時,在窗口的右下部分顯示該景點的彩色圖像。如果圖像不經過特殊處理,則在顯示該景點的彩色圖像的同時也更換了該窗口的調色板,使背景圖像的顏色失真。為了解決這個問題,我們對圖像做了特殊處理,使背景圖像和各個景點圖像的調色板不發生沖突。同時還要考慮到Windows占用了前20個調色板,在一般情況下不允許更改。根據系統的實際情況,我們對調色板做了如下布置:第0～19號調色板為Windows系統保留;第20～148號調色板為背景圖像使用,一旦背景圖像使用后,就不再更改;第149～255號調色板為各景點圖像使用,當顯示不同的景點圖像時,隨時更改這些調色板。定義一個PALETTEENTRY類型的數組palette[256]用來保存各顏色分量。該類型是Windows定義的一種結構:
typedefstruct{
BYTEpeRed;
/*調色板項的紅色飽和度*/
BYTEpeGreen;/*調色板項的綠色飽和度*/
BYTEpeBlue;
/*調色板項的藍色飽和度*/
BYTEpeFlags;/*NULL、PC-EXPLICIT、PC-NOCOLLAPSE一般取PC-EXPLICIT*/
}PALETTEENTRY;
這樣把背景圖像的第20～148號調色板和景點圖像的第149～255號調色板分別放入pal
ette[20]～palette[255]中,然后按下列步驟實現該調色板。
1.定義HDChdc;HPALETTEw-hp;LOGPALETTE*pal;
2.給pal賦值
pal=(NPLOGPALETTE)LocalAlloc(LMEM-FIXED,
sizeof(LOGPALETTE)+256*sizeof(PALETTEENTRY));
pal->palVersion=0X300;/*
pal->palNumEntries=256;
memcpy(%pal->palPalEntry[0],&palette[0],
256*sizeof(PALETTEENTRY);
3.實現該調色板
hdc=GetDC(hWnd);
w-hp=CreatePalette((LPLOGPALETTE)pal);
w-hp=SelectPalette(hdc,w-hp,0);
RealizePalette(hdc);
LocalFree(HANDLE)pal);
其中hWnd為要顯示圖像的窗口句柄。按上述步驟實現該調色板后,讀入要顯示的圖像,然后映射到hdc中即可。
本文提供的程序cpcolor.c可以實現把一個BMP格式的圖像從256色壓縮成(color2-color1+1)色,并把顏色號限制在color1到color2范圍內。程序執行格式為:
cpcolor圖像文件名顏色下限顏色上限本程序使用最優化方法,使用效果良好。
/*源程序cpcolor.c*/
#include<stdio.h>
#include<math.h>
#include<alloc.h>
unsignedcharpalette[256][4];
longTAB[256];
unsignedcharTT[256],BB[256];
intwidth,depth,bytes;
/*該函數打開圖像文件并讀圖像的寬、高和各調色板的顏色分量,并把文件指針指向圖像的開始處*/
FILE*get-bitmap-file(char*fname)
{
unsignedcharch;
inti,j,n;
FILE*fp;
fp=fopen(fname,"rb+");
if(fp==NULL)returnNULL;
fseek(fp,18L,SEEK-SET);
fread(&width,2,1,fp);fseek(fp,2L,SEEK-CUR);
fread(&depth,2,1,fp);fseek(fp,2L,SEEK-CUR);
n=width/4;
if(width%4!=0)n++;
bytes=n*4;
fseek(fp,54L,SEEK-SET);
fread(&palette[0][0],4,256,fp);
returnfp;
}
/*該函數實現顏色的壓縮*/
voidzh_fan-tu(FILE*fp,intcolor1,intcolor2)
{
unsignedchar*p,*q,cc,ch;
longlen;
intmax-no,i,j,m,n,r0,b0,g0,r1,b1,g1;
doubledd,dmin;
chars[4];
max-no=color2-color1+1;
for(i=0;i<256;i++)TAB[i]=0;
p=(char*)malloc(bytes+1);
for(i=0;i<depth;i++){
fread(p,bytes,1,fp);
q=p;
for(j=0;j<bytes;j++,q++)if(j>=width)break;
else{
ch=(unsignedchar)*q;
TAB[ch]++;
}
}
for(i=0;i<256;i++)tt[i]=(unsignedchar)i;
for(i=0;i<255;i++)for(j=i+1;j<256;j++)
if(TAB[i]<TAB[j]){
len=TAB[i];TAB[i]=TAB[摘要該文論述了在Windows同一窗口中顯示多幅彩色圖像的技術和實現方法,并提供最優化程序壓縮原圖像的顏色數量。
關鍵詞調色板Windows圖像處理
在目前的大多數微機中都配置了高性能的TVGA或SVGA圖形卡,在這些圖形卡中,紅、綠、藍三元色各占六位,顏色總數占18位,故可以顯示262144種顏色,在更高級的圖形卡中,甚至可達24位的真彩色。使用調色板技術,可以在一個窗口顯示256種顏色,每一副圖像都具有獨立的256個調色板,顯示時更換調色板便可滿足各幅圖像的顏色要求。
然而,在某些應用中則要求同一窗口中顯示兩幅甚至更多的彩色圖像,如果按照常規設計,窗口中只能正確地顯示其中一幅圖像,而其它的圖像則由于其調色板被更換,顏色就會混亂。在我們開發多媒體查詢系統——山東省旅游資源查詢子系統時,系統要求以一幅山東省彩色地圖為背景,然后在各個旅游景點設置一個觸摸按鈕,當用戶觸摸該按鈕時,在窗口的右下部分顯示該景點的彩色圖像。如果圖像不經過特殊處理,則在顯示該景點的彩色圖像的同時也更換了該窗口的調色板,使背景圖像的顏色失真。為了解決這個問題,我們對圖像做了特殊處理,使背景圖像和各個景點圖像的調色板不發生沖突。同時還要考慮到Windows占用了前20個調色板,在一般情況下不允許更改。根據系統的實際情況,我們對調色板做了如下布置:第0～19號調色板為Windows系統保留;第20～148號調色板為背景圖像使用,一旦背景圖像使用后,就不再更改;第149～255號調色板為各景點圖像使用,當顯示不同的景點圖像時,隨時更改這些調色板。定義一個PALETTEENTRY類型的數組palette[256]用來保存各顏色分量。該類型是Windows定義的一種結構:
typedefstruct{
BYTEpeRed;
/*調色板項的紅色飽和度*/
BYTEpeGreen;/*調色板項的綠色飽和度*/
BYTEpeBlue;
/*調色板項的藍色飽和度*/
BYTEpeFlags;/*NULL、PC-EXPLICIT、PC-NOCOLLAPSE一般取PC-EXPLICIT*/
}PALETTEENTRY;
這樣把背景圖像的第20～148號調色板和景點圖像的第149～255號調色板分別放入pal
ette[20]～palette[255]中,然后按下列步驟實現該調色板。
1.定義HDChdc;HPALETTEw-hp;LOGPALETTE*pal;
2.給pal賦值
pal=(NPLOGPALETTE)LocalAlloc(LMEM-FIXED,
sizeof(LOGPALETTE)+256*sizeof(PALETTEENTRY));
pal->palVersion=0X300;/*
pal->palNumEntries=256;
memcpy(%pal->palPalEntry[0],&palette[0],
256*sizeof(PALETTEENTRY);
3.實現該調色板
hdc=GetDC(hWnd);
w-hp=CreatePalette((LPLOGPALETTE)pal);
w-hp=SelectPalette(hdc,w-hp,0);
RealizePalette(hdc);
LocalFree(HANDLE)pal);
其中hWnd為要顯示圖像的窗口句柄。按上述步驟實現該調色板后,讀入要顯示的圖像,然后映射到hdc中即可。
本文提供的程序cpcolor.c可以實現把一個BMP格式的圖像從256色壓縮成(color2-color1+1)色,并把顏色號限制在color1到color2范圍內。程序執行格式為:
cpcolor圖像文件名顏色下限顏色上限本程序使用最優化方法,使用效果良好。
/*源程序cpcolor.c*/
#include<stdio.h>
#include<math.h>
#include<alloc.h>
unsignedcharpalette[256][4];
longTAB[256];
unsignedcharTT[256],BB[256];
intwidth,depth,bytes;
/*該函數打開圖像文件并讀圖像的寬、高和各調色板的顏色分量,并把文件指針指向圖像的開始處*/
FILE*get-bitmap-file(char*fname)
{
unsignedcharch;
inti,j,n;
FILE*fp;
fp=fopen(fname,"rb+");
if(fp==NULL)returnNULL;
fseek(fp,18L,SEEK-SET);
fread(&width,2,1,fp);fseek(fp,2L,SEEK-CUR);
fread(&depth,2,1,fp);fseek(fp,2L,SEEK-CUR);
n=width/4;
if(width%4!=0)n++;
bytes=n*4;
fseek(fp,54L,SEEK-SET);
fread(&palette[0][0],4,256,fp);
returnfp;
}
/*該函數實現顏色的壓縮*/
voidzh_fan-tu(FILE*fp,intcolor1,intcolor2)
{
unsignedchar*p,*q,cc,ch;
longlen;
intmax-no,i,j,m,n,r0,b0,g0,r1,b1,g1;
doubledd,dmin;
chars[4];
max-no=color2-color1+1;
for(i=0;i<256;i++)TAB[i]=0;
p=(char*)malloc(bytes+1);
for(i=0;i<depth;i++){
fread(p,bytes,1,fp);
q=p;
for(j=0;j<bytes;j++,q++)if(j>=width)break;
else{
ch=(unsignedchar)*q;
TAB[ch]++;
}
}
for(i=0;i<256;i++)tt[i]=(unsignedchar)i;
for(i=0;i<255;i++)for(j=i+1;j<256;j++)
if(TAB[i]<TAB[j]){
len=TAB[i];TAB[i]=TAB[j];TAB[j]=len;
cc=TT[i];TT[i]=TT[j];TT[j]=cc;
memcpy(s,&palette[i][0],4);
memcpy(&palette[i][0],&palette[j][0],4);
memcpy(&palette[j][0],s,4);
}
for(i=color2;i>=color1;i--)
memcpy(&palette[i][0],&palette[i-color1][0],4);
for(i=0;i<max-no;i++)BB[TT[i]]=(unsignedchar)i;
for(i=max-no;i<256;i++){
r0=palette[i][2];
g0=palette[i][1];
b0=palette[i][0];
dmin=256.0*256.0*256.0;
m=0;
for(j=0;j<max-no;j++){
r1=palette[j][2];
g1=palette[j][1];
b1=palette[j][0];
dd=1.0*(r0-r1)*(r0-r1)+1.0*(g0-g1)*(g0-g1)+1.0*(b0-b1)*(b0-b1);
dd=sqrt(dd);
if(dmin>dd){dmin=dd;m=j;}
}
BB[TT[i]]=(unsignedchar)m;
}
for(i=0;i<256;i++)BB[i]+=color1;
}
voidw-create-bitmap(FILE*fp)
{
inti,j,n,m,t;
longlen;
unsignedcharfar*p,far*q,cc,ch;
unsignednn;
fseek(fp,54L,SEEK-SET);
len=ftell(fp);
fwrite(&palette[0][0],4,256,fp);
p=(unsignedcharfar*)farmalloc(bytes+1);
len=ftell(fp);
for(i=0;i<depth;i++){
fseek(fp,len,SEEK-SET);
fread(p,bytes,1,fp);
fseek(fp,len,SEEK-SET);
len+=bytes;
q=p;
for(j=0;j<width;j++,q++){
cc=(unsignedchar)(*q);
ch=BB[cc];
*q=ch;
}
fwrite(p,bytes,1,fp);
}
farfree(p);
}
main(intargc,char*args[])
{
FILE*fp;
if(argc<4){
printf("參數:文件名顏色下限顏色上限\n");
return;
}
fp=get-bitmap-file(args[1]);
if(fp==NULL)return;
zh-fan-tu(fp,atoi(args[2],atoi(args[3]));
w-create-bitmap(fp);
fclose(fp);
}
參考文獻
王旭張軍譯.MicrosoftWindows3.1程序員參考手冊.北京:清華大學出版社,1994.
