BMP图像由彩图变为灰度图

Date：6月21日

任务：BMP真彩图像转为灰度图

一，算法及公式：

1，什么叫灰度图？任何颜色都有红、绿、蓝三原色组成，假如原来某点的颜色为RGB(R，G，B)，那么，我们可以通过下面几种方法，将其转换为灰度：

浮点算法：Gray=R*0.3+G*0.59+B*0.11

整数方法：Gray=(R*30+G*59+B*11)/100

移位方法：Gray =(R*28+G*151+B*77)>>8;

平均值法：Gray=（R+G+B）/3;

仅取绿色：Gray=G；

通过上述任一种方法求得Gray后，将原来的RGB(R,G,B)中的R,G,B统一用Gray替换，形成新的颜色RGB(Gray,Gray,Gray)，用它替换原来的RGB(R,G,B)就是灰度图了。

2，改变象素矩阵的RGB值，来达到彩色图转变为灰度图

加权平均值算法：根据光的亮度特性，其实正确的灰度公式应当是

R=G=B=R*0.299+G*0.587+B0.144

为了提高速度我们做一个完全可以接受的近似，公式变形如下：

R=G=B=(R*3+G*6+B)/10

3，真正的24位真彩图与8位的灰度图的区别就在于，真彩图文件中没有调色板，灰度图有调色板，真彩图中的象素矩阵是RGB值，

灰度图中的象素矩阵是调色板索引值。源代码1只简单的改变象素矩阵的RGB值，来达到彩色图转为灰度图，并没有添加调色板。源代码2添加了调色板。

二，源代码

1，

//可以输入文件名的源代码,有些变量定义进行了完善

#include "stdio.h"

#include "stdlib.h"

#include "string.h"

#include "windows.h"

#include "conio.h"

typedef struct{

unsigned char b;

unsigned char r;

unsigned char g;

}pixel;

pixel a[640][480];

unsigned char aa[640][480];

void main()

{

BITMAPFILEHEADER FILEH;

BITMAPINFOHEADER INFOH;

RGBQUAD RGBH[256];

char name[11];

char *fname[11];

printf("输入需要转换的图片名：");

scanf("%s",&name);

*fname=name;

strcat(*fname,".bmp");

printf("%s",*fname);

FILE *fp;

if((fp=fopen(*fname,"rb"))==NULL)

{

//if((fp=fopen(*fname,"wb"))==NULL)//防止首次进入时初始化失败

//{

printf("打开文件%s失败！按任意键返回主菜单！",fname);

getch();

exit(1);

//}

}

printf("%s",*fname);

int LEN1=sizeof(BITMAPFILEHEADER);

int LEN2=sizeof(BITMAPINFOHEADER);

int X,Y;

printf("\nlen=%d,%d\n",LEN1,LEN2);

fread(&FILEH,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fp); fread(&INFOH,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fp); X=INFOH.biWidth;

Y=INFOH.biHeight;

//printf("%d*%d",X,Y);

if(FILEH.bfType!=0x4d42)

{

fclose(fp);

printf("文件头不正确，不是bmp！");

exit(1);

}

if(INFOH.biBitCount!=24&&INFOH.biBitCount!=8) {

fclose(fp);

printf("信息头不正确，不是bmp！");

exit(1);

}

//*RGBH=A;

unsigned char blue,green,red,color;

int j,k;

if(INFOH.biBitCount==8)

{

fread(&RGBH,sizeof(RGBQUAD),256,fp);

for(j=0;j

for(k=0;k

{

fread(&color,1,1,fp);

red=RGBH[color].rgbRed;

green=RGBH[color].rgbGreen;

blue=RGBH[color].rgbBlue;

aa[j][k]=(unsigned

char)(0.299*(float)red+0.574*(float)green+0.114*(float)blue);

}

}

if(INFOH.biBitCount==24)

{

for(j=0;j

for(k=0;k

{

fread(&blue,1,1,fp);

fread(&green,1,1,fp);

fread(&red,1,1,fp);

a[j][k].b=blue;

a[j][k].g=green;

a[j][k].r=red;

aa[j][k]=(unsigned

char)(0.299*(float)red+0.574*(float)green+0.114*(float)blue);

}

}

//printf("ok");

fclose(fp);

printf("输入输出的灰度图片名：");

scanf("%s",&name);

strcat(*fname,".bmp");

if((fp=fopen(*fname,"wb"))==NULL)

{

fclose(fp);

printf("打开图片124.bmp失败");

exit(1);

}

INFOH.biBitCount=8;

fwrite(&FILEH,LEN1,1,fp);

fwrite(&INFOH,LEN2,1,fp);

int m=0;

for(int i=0;i<256;i++)

{

fwrite(&i,1,1,fp);

fwrite(&i,1,1,fp);

fwrite(&i,1,1,fp);

fwrite(&m,1,1,fp);

}

for(j=0;j

for(k=0;k

{

fwrite(&aa[j][k],1,1,fp);

}

fclose(fp);

printf("生成灰度图%s成功！\n",*fname); }

2，

bmpFormat.h

--------------------------------------------

#ifndef _BMPTEST_H_

#define _BMPTEST_H_

#include

typedef unsigned char BYTE;

typedef unsigned short WORD;

typedef struct {

long imageSize;

long blank;

long startPostition;

}BmpHead;

typedef struct {

long length;

long width;

long height;

WORD colorPlane;

WORD bitColor;

long zipFormat;

long readSize;

long xPels;

long yPels;

long colorUse;

long colorImportant;

}InfoHead;

typedef struct {

BYTE rgbBlue;

BYTE rgbGreen;

BYTE rgbRed;

BYTE rgbReserved;

}RGBMixPlate;

#endif

-------------------------------------------- create.c

-------------------------------------------- #include "bmpFormat.h"

#include

#include

int main(int argc, char *argv[]){

//tiff文件涉及变量

TIFF *image; //tiff文件指针

uint32 width, height; //图片的宽度和高度

char *buffer; //保存tiff文件中的图像灰度信息缓存

tsize_t stripSize; //tiff 中图像的条大小

unsigned long bufferSize; //缓存大小

int stripMax, stripCount; //图像总共的条数和读条信息时的控制变量

unsigned long imageOffset, result; //读文件信息时的控制变量和每次读的结果

//循环控制变量

unsigned int i;

unsigned int j;

//bmp文件涉及变量

BmpHead bmphead; //bmp文件头（不包括固定信息）

InfoHead infohead; //bmp信息头

RGBMixPlate *color; //调色板

BYTE *index; //图像数据在调色板中的索引值

FILE *bmp; //bmp文件指针

char bm[2]={'B','M'}; //bmp文件头中的一块固定信息，表示这是一张BMP图片

‘

// 打开tiff图片

if((image = TIFFOpen(argv[1], "r")) == NULL){

fprintf(stderr, "Could not open incoming image\n");

return -1;

}

//获取图片的宽度和高度

TIFFGetField(image, TIFFTAG_IMAGEWIDTH, &width);

TIFFGetField(image, TIFFTAG_IMAGELENGTH, &height);

stripSize = TIFFStripSize (image); //每条的大小

stripMax = TIFFNumberOfStrips (image); //一共有多少条

imageOffset = 0; //后面读取文件信息时使用的偏移量

//根据文件信息申请相应的数据空间

bufferSize = TIFFNumberOfStrips (image) * stripSize;

if((buffer = (char *) malloc(bufferSize)) == NULL)

{

fprintf(stderr, "Could not allocate enough memory for the uncompressed image\n");

return -1;

}

//读取文件中的灰度信息

for (stripCount = 0; stripCount < stripMax; stripCount++)

{

if((result = TIFFReadEncodedStrip (image, stripCount,buffer + imageOffset,stripSize)) == -1)

{

fprintf(stderr, "Read error on input strip number %d\n", stripCount);

return -1;

}

imageOffset += result;

}

//bmp文件头成员赋值

bmphead.blank=0;

//保留字，为0

bmphead.imageSize=14+40+4*256+width*height; //图片的大小=文件头大小+信息头大小+调色板大小+实际图片大小bmphead.startPostition=14+40+4*256; //图片实际数据相对于文件头的偏移量

//bmp信息头成员赋值（可参见BMP文件解析每个成员的定义）

infohead.length=40;

infohead.width=width;

infohead.height=height;

infohead.colorPlane=1;

infohead.bitColor=8;

infohead.zipFormat=0;

infohead.readSize=width*height;

infohead.xPels=400;

infohead.yPels=300;

infohead.colorUse=0;

infohead.colorImportant=0;

//申请调色板和数据域空间

color=(RGBMixPlate *)malloc(sizeof(RGBMixPlate)*256);

index=(BYTE *)malloc(sizeof(BYTE)*infohead.readSize);

//生成256色灰度调色板

for(i=0;i<256;i++)

{

color[i].rgbBlue=i;

color[i].rgbGreen=i;

color[i].rgbRed=i;

color[i].rgbReserved=0;

}

//256色灰度bmp的数据信息实际就是该灰度在相应灰度值的调色板中的颜色

for(i=0;i

for(j=0;j

index[i*width+j]=buffer[(height-1-i)*width+j];

//tiff图片是从左上到右下，bmp图片是从左下到右上

//创建bmp图片

bmp=fopen(argv[2],"wb");

if(bmp==NULL)

{

printf("open new file error\n");

return -1;

}

//写入相应的数据

fwrite(bm,1,2,bmp);

fwrite(&bmphead,1,12,bmp);

fwrite(&infohead,1,40,bmp);

fwrite(color,1,256*sizeof(color),bmp);

fwrite(index,1,infohead.readSize,bmp);

fclose(bmp);

//释放有关资源

free(buffer);

free(color);

free(index);

TIFFClose(image);

fclose(bmp);

return 0;

}