数字图像处理-编程实现染色体计数 C语言实现

调用的框架：http://blog.chinaunix.net/uid-20622737-id-3173056.html
实验内容：
对于下面这幅图像，编程实现染色体计数，并附简要处理流程说明。

处理步骤：
1. 读取图像，转换为灰度图像

平滑滤波去噪
图像二值化
对图像进行膨胀
再次膨胀(视情况而定)
腐蚀（视情况而定）
反转
统计连通区域个数并输出
保存图像。

void main()
{Bitmap *bmp = (Bitmap *)malloc(sizeof(Bitmap));// build an empty bmp to put the img.空变量呈放图片Bitmap *dstBmp = (Bitmap *)malloc(sizeof(Bitmap));Bitmap *graybmp = (Bitmap *)malloc(sizeof(Bitmap));Bitmap *smoothbmp = (Bitmap *)malloc(sizeof(Bitmap));Bitmap *binbmp = (Bitmap *)malloc(sizeof(Bitmap));Bitmap *temp = (Bitmap *)malloc(sizeof(Bitmap));int ret;char *path ="C:\\Users\\Ali\\Desktop\\1.bmp";ret = ReadBitmap(path, bmp);//读取图片char *savePath ="C:\\Users\\Ali\\Desktop\\zuizhong.bmp";RGB2Gray(bmp,graybmp);//转换成灰度图smooth(graybmp,smoothbmp);Gray2BW(smoothbmp,binbmp,155);//二值化pengzhang(binbmp, dstBmp);  pengzhang(dstBmp, temp);fushi(temp,dstBmp);qufan(dstBmp,temp);/*BYTE *bitmap = temp->imageData;int width = temp->width;int height = temp->height;int *labelmap;ConnectedComponentLabeling(bitmap, width, height,labelmap); 有待调整 此处是调用本博客的另一篇文章二值图像统计连通区域*/SaveBitmap(savePath,temp);//保存图片
}

bmp.h

#ifndef BMP_H_INCLUDED
#define BMP_H_INCLUDED#include <ctype.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
#include <string.h>/*** 位图文件结构及基本函数定义  打开和保存bmp文件*/
typedef unsigned short WORD;
typedef unsigned long DWORD;
typedef long LONG;
typedef unsigned char BYTE;/* 位图文件头结构 14字节 */
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {WORD bfType;DWORD bfSize;WORD bfReserved1;WORD bfReserved2;DWORD bfOffBits;
} BITMAPFILEHEADER;/* 位图信息头结构 40字节 */
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER {DWORD biSize; // 结构长度 40BLONG biWidth;LONG biHeight;WORD biPlanes; // 1WORD biBitCount; // 表示颜色要用到的位数DWORD biCompression; // 压缩格式DWORD biSizeImage; // 位图占用字节数=biWidth'（4的整倍数）*biHeightLONG biXPelsPerMeter; // 水平分辨率LONG biYPelsPerMeter; // 垂直分辨率DWORD biClrUsed; // 本图像用到的颜色数DWORD biClrImportant; // 本图像的重要颜色数
} BITMAPINFOHEADER;/* 调色板 4字节 */
typedef struct tagRGBQUAD {BYTE rgbBlue;BYTE rgbGreen;BYTE rgbRed;BYTE rgbReserved;
} RGBQUAD;/* 定义图像信息 */
typedef struct tagBITMAPINFO {BITMAPINFOHEADER bmiHeader;RGBQUAD bmiColors[1];
} BITMAPINFO;/* 定义位图图像 */
typedef struct _Bitmap
{BITMAPFILEHEADER bmfh;BITMAPINFOHEADER bmih;int width;int height;int bitCount;    // 8 或者24int imageSize;    // 图像数据大小(imageSize=height*widthStep）字节BYTE* imageData;//排列的图像数据int widthStep;    //排列的图像行大小
}Bitmap;/*** 位图创建函数  创建一个Bitmap结构，并为图像数据分配空间** 使用方法：*     Bitmap *bmp=(Bitmap*)malloc(sizeof(Bitmap));*     ret=CreateBitmap(bmp,50,50,3);*/
int CreateBitmap(Bitmap* bmp, int width, int height, int bitCount)
{bmp->width=width;bmp->height=height;bmp->bmih.biWidth=width;bmp->bmih.biHeight=height;bmp->widthStep=(int)((width*bitCount+31)/32)*4;        //计算排列的宽度bmp->imageSize=bmp->height*bmp->widthStep*sizeof(BYTE);//计算排列的图像大小if(bitCount==8){bmp->bitCount=8;bmp->bmfh.bfType=0x4d42;    //注意是4d42 这个地方折磨我一下午啊bmp->bmfh.bfReserved1=0;bmp->bmfh.bfReserved2=0;bmp->bmih.biBitCount=8;bmp->bmih.biSize=40;bmp->bmih.biPlanes=1;bmp->bmfh.bfSize=54+256*4+height*bmp->widthStep;bmp->bmfh.bfOffBits=1078;bmp->bmih.biBitCount=8;bmp->bmih.biCompression=0;bmp->bmih.biSizeImage=bmp->imageSize;bmp->bmih.biClrUsed=0;bmp->bmih.biClrImportant=0;bmp->bmih.biXPelsPerMeter=0;bmp->bmih.biYPelsPerMeter=0;}else if (bitCount==24){bmp->bitCount=24;bmp->bmfh.bfType=0x4d42;bmp->bmih.biBitCount=24;bmp->bmfh.bfReserved1=0;bmp->bmfh.bfReserved2=0;bmp->bmih.biSize=40;bmp->bmih.biPlanes=1;bmp->bmfh.bfSize=54+height*bmp->widthStep;bmp->bmfh.bfOffBits=54;bmp->bmih.biBitCount=24;bmp->bmih.biSizeImage=bmp->imageSize;bmp->bmih.biClrUsed=0;bmp->bmih.biCompression=0;bmp->bmih.biClrImportant=0;bmp->bmih.biXPelsPerMeter=0;bmp->bmih.biYPelsPerMeter=0;}else{printf("Error(CreateBitmap): only supported 8 or 24 bits bitmap.\n");return -1;}bmp->imageData=(BYTE*)malloc(bmp->imageSize);        //分配数据空间if(!(bmp->imageData)){printf("Error(CreateBitmap): can not allocate bitmap memory.\n");return -1;}return 0;
}/*** 位图指针释放函数  释放位图数据空间** 使用方法：*     ReleaseBitmap(bmp);*/
void ReleaseBitmap(Bitmap* bmp)
{free(bmp->imageData);bmp->imageData=NULL;free(bmp);bmp=NULL;
}/*** 路径检查函数：是否为BMP文件，是否可读* 正确返回0，错误返回-1** 使用方法*         ret=CheckPath(path);*/
int CheckPath(char *path)
{FILE *fd;int len = strlen(path) / sizeof(char);char ext[3];//check whether the path include the characters "bmp" at endstrncpy(ext, &path[len - 3], 3);if (!(ext[0] == 'b' && ext[1] == 'm' && ext[2] == 'p')) {printf("Error(CheckPath): the extension of the file is not bmp.\n");return -1;}//check whether the file can be read or notfd = fopen(path, "r");if (!fd){printf("Error(CheckPath): can not open the file.\n");return -1;}fclose(fd);return 0;
}/*** 从文件中读取位图de函数* 正确返回0，错误返回-1** 使用方法：*     bmp=(Bitmap*)malloc(sizeof(Bitmap));*     ret=ReadBitmap(path, bmp);*/
int ReadBitmap(char* path, Bitmap* bmp)
{int ret;FILE *fd;//检查路径是否可读ret=CheckPath(path);if(ret==-1){printf("Error(ReadBitmap): the path of the image is invalid.\n");return -1;}//打开文件fd=fopen(path,"rb");if(fd==0){printf("Error(ReadBitmap): can not open the image.\n");return -1;}//读取文件信息头     14字节fread(&(bmp->bmfh.bfType),sizeof(WORD),1,fd);fread(&(bmp->bmfh.bfSize),sizeof(DWORD),1,fd);fread(&(bmp->bmfh.bfReserved1),sizeof(WORD),1,fd);fread(&(bmp->bmfh.bfReserved2),sizeof(WORD),1,fd);fread(&(bmp->bmfh.bfOffBits),sizeof(DWORD),1,fd);//读取位图信息头    40字节fread(&(bmp->bmih.biSize),sizeof(DWORD),1,fd);fread(&(bmp->bmih.biWidth),sizeof(DWORD),1,fd);fread(&(bmp->bmih.biHeight),sizeof(DWORD),1,fd);fread(&(bmp->bmih.biPlanes),sizeof(WORD),1,fd);fread(&(bmp->bmih.biBitCount),sizeof(WORD),1,fd);fread(&(bmp->bmih.biCompression),sizeof(DWORD),1,fd);fread(&(bmp->bmih.biSizeImage),sizeof(DWORD),1,fd);fread(&(bmp->bmih.biXPelsPerMeter),sizeof(DWORD),1,fd);fread(&(bmp->bmih.biYPelsPerMeter),sizeof(DWORD),1,fd);fread(&(bmp->bmih.biClrUsed),sizeof(DWORD),1,fd);fread(&(bmp->bmih.biClrImportant),sizeof(DWORD),1,fd);//创建位图结构ret=CreateBitmap(bmp, bmp->bmih.biWidth, bmp->bmih.biHeight, bmp->bmih.biBitCount);if(ret==-1){printf("Error(CreateBitmap): can not CreateBitmap.\n");return -1;}//读取图像数据//由于4字节对齐格式fseek(fd,bmp->bmfh.bfOffBits,SEEK_SET);    //定位到图像数据区ret=fread(bmp->imageData,bmp->imageSize,1,fd);if(ret==0){if(feof(fd))    //if the file pointer point to the end of the file{}if(ferror(fd))  //if error happened while read the pixel data{printf("Error(ReadBitmap): can not read the pixel data.\n");fclose(fd);return -1;}}//关闭文件fclose(fd);return 0;
}/*** 保存位图到文件中去* 正确返回0，错误返回-1** 使用方法：*     bmp=(Bitmap*)malloc(sizeof(Bitmap));*     ret=SaveBitmap(path, bmp);*/
int SaveBitmap(char* path, Bitmap* bmp)
{int ret;FILE *fd;//检查路径是否正确int len = strlen(path) / sizeof(char);char ext[3];//check whether the path include the characters "bmp" at endstrncpy(ext, &path[len - 3], 3);if (!(ext[0] == 'b' && ext[1] == 'm' && ext[2] == 'p')){printf("Error(SaveBitmap): the extension of the file is not bmp.\n");return -1;}//打开文件fd=fopen(path,"wb");if(fd==0){printf("Error(SaveBitmap): can not open the image.\n");return -1;}//保存文件信息头     14字节fwrite(&(bmp->bmfh.bfType),sizeof(WORD),1,fd);fwrite(&(bmp->bmfh.bfSize),sizeof(DWORD),1,fd);fwrite(&(bmp->bmfh.bfReserved1),sizeof(WORD),1,fd);fwrite(&(bmp->bmfh.bfReserved2),sizeof(WORD),1,fd);fwrite(&(bmp->bmfh.bfOffBits),sizeof(DWORD),1,fd);//保存位图信息头    40字节fwrite(&(bmp->bmih.biSize),sizeof(DWORD),1,fd);fwrite(&(bmp->bmih.biWidth),sizeof(DWORD),1,fd);fwrite(&(bmp->bmih.biHeight),sizeof(DWORD),1,fd);fwrite(&(bmp->bmih.biPlanes),sizeof(WORD),1,fd);fwrite(&(bmp->bmih.biBitCount),sizeof(WORD),1,fd);fwrite(&(bmp->bmih.biCompression),sizeof(DWORD),1,fd);fwrite(&(bmp->bmih.biSizeImage),sizeof(DWORD),1,fd);fwrite(&(bmp->bmih.biXPelsPerMeter),sizeof(DWORD),1,fd);fwrite(&(bmp->bmih.biYPelsPerMeter),sizeof(DWORD),1,fd);fwrite(&(bmp->bmih.biClrUsed),sizeof(DWORD),1,fd);fwrite(&(bmp->bmih.biClrImportant),sizeof(DWORD),1,fd);//如果为8位，则 保存调色板RGBQUAD pal[256];int i;if(bmp->bitCount==8){for(i=0;i<256;i++){pal[i].rgbBlue=i;pal[i].rgbGreen=i;pal[i].rgbRed=i;pal[i].rgbReserved=0;}if(fwrite(pal,sizeof(RGBQUAD)*256,1,fd)!=1){printf("Error(SaveBitmap): can not write Color Palette.\n");return -1;}}//保存图像数据ret=fwrite(bmp->imageData,bmp->imageSize,1,fd);if(ret!=1){printf("Error(SaveBitmap): can not save the pixel data.\n");return -1;}//关闭文件fclose(fd);return 0;
}#endif // BMP_H_INCLUDED

basicprocess.h

#ifndef BASICPROCESS_H_
#define BASICPROCESS_H_
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
#include "bmp.h"
#include <math.h>
/*** <font color="#3f7f5f">位图图像基本处理函数  图像格式转换</font>*/
int RGB2Gray(Bitmap* src, Bitmap* dst)
{int ret;int n=0,i,j;BYTE r,g,b,gray;//检查图像格式是否合法if(src->bitCount!=24){printf("Error(RGB2Gray): the source image must be in RGB format.\n");return -1;}//为dst图像分配数据空间ret=CreateBitmap(dst,src->width,src->height,8);if(ret==-1){printf("Error(RGB2Gray): can't create target image.\n");return -1;}//计算灰度数据for(i=0;i<src->height;i++){n=0;for(j=0;j<src->width*3;j++,n++){b=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i)+j);j++;g=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i)+j);j++;r=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i)+j);gray=(r*19595 + g*38469 + b*7472) >> 16;*(dst->imageData+dst->widthStep*(dst->height-1-i)+n)=gray;}}return 0;
}/*** Gray2RGB** 使用方法：*        bmp=(Bitmap*)malloc(sizeof(Bitmap));*        ret=ReadBitmap(path, bmp);*        dstbmp=(Bitmap*)malloc(sizeof(Bitmap));*        ret=Gray2RGB(bmp,dstbmp);*/
int Gray2RGB(Bitmap* src, Bitmap* dst)
{int ret;int n=0,i,j;BYTE r;//检查图像格式是否合法if(src->bitCount!=8){printf("Error(Gray2RGB): the source image must be in gray scale.\n");return -1;}//为dst图像分配数据空间ret=CreateBitmap(dst,src->width,src->height,24);if(ret==-1){printf("Error(Gray2RGB): can't create target image.\n");return -1;}//计算灰度数据for(i=0;i<src->height;i++){n=0;for(j=0;j<src->width;j++,n++){r=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i)+j);*(dst->imageData+dst->widthStep*(dst->height-1-i)+n)=r;n++;*(dst->imageData+dst->widthStep*(dst->height-1-i)+n)=r;n++;*(dst->imageData+dst->widthStep*(dst->height-1-i)+n)=r;}}return 0;
}/*** Gray2BW 图像二值化** 使用方法：*        bmp=(Bitmap*)malloc(sizeof(Bitmap));*        ret=ReadBitmap(path, bmp);*        dstbmp=(Bitmap*)malloc(sizeof(Bitmap));*        ret=Gray2BW(bmp,dstbmp);*/
int Gray2BW(Bitmap* src, Bitmap* dst, int threshold)
{int ret;int n=0,i,j;BYTE r;//检查图像格式是否合法if(src->bitCount!=8){printf("Error(Gray2BW): the source image must be in gray scale.\n");return -1;}//为dst图像分配数据空间ret=CreateBitmap(dst,src->width,src->height,8);if(ret==-1){printf("Error(Gray2BW): can't create target image.\n");return -1;}//计算灰度数据for(i=0;i<src->height;i++){for(j=0;j<src->width;j++,n++){r=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i)+j);if(r>=threshold){n=255;}else{n=0;}*(dst->imageData+dst->widthStep*(dst->height-1-i)+j)=n;}}return 0;
}/***  rgb2hsv*  r,g,b values are from 0 to 1*  h = [0,360], s = [0,1], v = [0,1]*  if s == 0, then h = -1 (undefined)*  使用方法：*      rgb2hsv(0.2,0.3,0.3,&x,&y,&z);*/
void rgb2hsv(float R, float G, float B, float *H, float *S, float* V)
{float min, max, delta,tmp;tmp = R<G?R:G;min = tmp<B?tmp:B;tmp = R>G?R:G;max = tmp>B?tmp:B;*V = max; // vdelta = max - min;if( max != 0 )*S = delta / max; // selse{// r = g = b = 0 // s = 0, v is undefined*S = 0;*H = -1;return;}if( R == max )*H = ( G - B ) / delta; // between yellow & magentaelse if( G == max )*H = 2 + ( B - R ) / delta; // between cyan & yellowelse*H = 4 + ( R - G ) / delta; // between magenta & cyan(*H) *= 60; // degreesif( *H < 0 )(*H) += 360;
}/***  hsv2rgb*  r,g,b values are from 0 to 1*  h = [0,360], s = [0,1], v = [0,1]*  if s == 0, then h = -1 (undefined)*  使用方法：*       hsv2rgb(60,0.3,0.5,&x,&y,&z);
*/
void hsv2rgb(float H, float S, float V, float *R, float *G, float *B)
{int i;float f, p, q, t;if( S == 0 ){*R =*G = *B = V;return;}H /= 60; // sector 0 to 5i = floor( H );f = H - i; // factorial part of hp = V * ( 1 - S );q = V * ( 1 - S * f );t = V * ( 1 - S * ( 1 - f ) );switch( i ){case 0:*R = V;*G = t;*B = p;break;case 1:*R = q;*G = V;*B = p;break;case 2:*R = p;*G = V;*B = t;break;case 3:*R = p;*G = q;*B = V;break;case 4:*R = t;*G = p;*B = V;break;default: // case 5:*R = V;*G = p;*B = q;break;}
}/*** 直方图均衡化* 返回 0正确 -1错误*/
int HistEqualization(Bitmap* dstBmp, Bitmap* srcBmp)
{return 0;
}/** 中值滤波
*/int MedFilt(Bitmap* dstBmp, Bitmap* srcBmp)
{return 0;
}//平滑去噪int smooth(Bitmap* src, Bitmap* dst)
{int ret;int n=0,i,j;int sum;//为dst图像分配数据空间ret=CreateBitmap(dst,src->width,src->height,8);if(ret==-1){printf("Error(Gray2BW): can't create target image.\n");return -1;}for(i=1;i<src->height-1;i++){for(j=1;j<src->width-1;j++){   sum = 0;//clear sumsum+=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i-1)+j-1);sum+=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i-1)+j);sum+=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i-1)+j+1);sum+=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i)+j-1);sum+=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i)+j);// 该点sum+=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i)+j+1);sum+=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i+1)+j-1);sum+=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i+1)+j);sum+=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i+1)+j+1);*(dst->imageData+dst->widthStep*(dst->height-1-i)+j)=(sum/9);//赋值给目标}}return 0;
}//膨胀int pengzhang(Bitmap* src, Bitmap* dst)
{int ret;int n=0,i,j;int r;//为dst图像分配数据空间ret=CreateBitmap(dst,src->width,src->height,8);if(ret==-1){printf("Error(Gray2BW): can't create target image.\n");return -1;}for(i=1;i<src->height-1;i++){for(j=1;j<src->width-1;j++){   r=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i)+j);     if(r==0){*(dst->imageData+dst->widthStep*(dst->height-1-i-1)+j-1)=0;*(dst->imageData+dst->widthStep*(dst->height-1-i-1)+j)=0;*(dst->imageData+dst->widthStep*(dst->height-1-i-1)+j+1)=0;*(dst->imageData+dst->widthStep*(dst->height-1-i)+j-1)=0;*(dst->imageData+dst->widthStep*(dst->height-1-i)+j)=0;*(dst->imageData+dst->widthStep*(dst->height-1-i)+j+1)=0;*(dst->imageData+dst->widthStep*(dst->height-1-i+1)+j-1)=0;*(dst->imageData+dst->widthStep*(dst->height-1-i+1)+j)=0;*(dst->imageData+dst->widthStep*(dst->height-1-i+1)+j+1)=0;}else *(dst->imageData+dst->widthStep*(dst->height-1-i)+j)=r;}}return 0;
}int fushi(Bitmap* src, Bitmap* dst)
{int ret;int n=0,i,j;int r,sum;//为dst图像分配数据空间ret=CreateBitmap(dst,src->width,src->height,8);if(ret==-1){printf("Error(Gray2BW): can't create target image.\n");return -1;}for(i=1;i<src->height-1;i++){for(j=1;j<src->width-1;j++){   r=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i)+j);     if(r==0){sum = 0;//clear sumsum+=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i-1)+j-1);sum+=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i-1)+j);sum+=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i-1)+j+1);sum+=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i)+j-1);sum+=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i)+j);// 该点sum+=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i)+j+1);sum+=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i+1)+j-1);sum+=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i+1)+j);sum+=*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i+1)+j+1);if(sum>=255){*(dst->imageData+dst->widthStep*(dst->height-1-i)+j)=255;}else {*(dst->imageData+dst->widthStep*(dst->height-1-i)+j)=r;}}else *(dst->imageData+dst->widthStep*(dst->height-1-i)+j)=255;}}return 0;
}int qufan(Bitmap* src, Bitmap* dst)
{int ret;int n=0,i,j;//为dst图像分配数据空间ret=CreateBitmap(dst,src->width,src->height,8);if(ret==-1){printf("Error(Gray2BW): can't create target image.\n");return -1;}for(i=1;i<src->height-1;i++){for(j=1;j<src->width-1;j++){   *(dst->imageData+dst->widthStep*(dst->height-1-i)+j)=255-*(src->imageData+src->widthStep*(src->height-1-i)+j);}}return 0;
}#endif /* BASICPROCESS_H_ */

效果图中间过程图太多了，就不上了这是最后的图。

废话不多说直接show 代码你们看吧。

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