C语言实现对BMP图像信息的读取、灰白处理和白平衡处理
2024-05-10 11:34:24
想了想发上来自己以后也好看看。
先直接上代码吧，有时间可能会写一下学习的过程
注：白平衡使用灰白世界算法
首先是源文件：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include "IMGVision.h"_inline void showBmpHead(tBITMAPFILEHEADER pBmpHead);
_inline void showBmpInfoHead(tBITMAPINFOHEADER pBmpInfo);
_inline uint8_t IMG_BMP_FILEINFOGET(const char* ORI_IMG);FILE* IMG;
unsigned short fileType;tBITMAPFILEHEADER BITMAPFILEHEADER;
tBITMAPINFOHEADER BITMAPINFOHEADER;
_tPixelInfo PixelInfo;struct rgbPerPixel
{unsigned char r;unsigned char g;unsigned char b;
};uint8_t IMG_Whitebalance(const char* ORI_IMG,const char* NEW_IMG)
{FILE* IMG_K;FILE* IMG_G;rgbPerPixel* Pc = (rgbPerPixel*)malloc(sizeof(rgbPerPixel));unsigned long r_SUM=0, g_SUM=0, b_SUM=0;unsigned char r_Aver, g_Aver, b_Aver;unsigned int Grey_Aver;double Kr, Kg, Kb;unsigned long IMGPixelcount;IMG = fopen(ORI_IMG, "rb");if (IMG == NULL){printf("图片打开失败，检查图片格式或是否有损\r\n");return -1;}fread(&fileType, 1, sizeof(unsigned short), IMG);if (fileType == 0x4d42){fread(&BITMAPFILEHEADER, 1, sizeof(tBITMAPFILEHEADER), IMG);fread(&BITMAPINFOHEADER, 1, sizeof(tBITMAPINFOHEADER), IMG);}else{printf("BMP图片类型不正确,请检查BMP图片的数据格式\r\n");fclose(IMG);return -2;}for (long i = (BITMAPINFOHEADER.biWidth * BITMAPINFOHEADER.biHeight); i > 0; i--){fread(Pc, 1, sizeof(rgbPerPixel), IMG);r_SUM = r_SUM + Pc->r;g_SUM = g_SUM + Pc->g;b_SUM = b_SUM + Pc->b;//printf("第%d个像素的累加值%d,%d,%d\r\n", i, r_SUM, g_SUM, b_SUM);//printf("第%d个像素RGB为 (%d,%d,%d)\r\n", i, Pc->r, Pc->g, Pc->b);}fclose(IMG);IMGPixelcount = BITMAPINFOHEADER.biWidth * BITMAPINFOHEADER.biHeight;r_Aver = r_SUM / IMGPixelcount;g_Aver = g_SUM / IMGPixelcount;b_Aver = b_SUM / IMGPixelcount;printf("R通道平均值为%0x\tG通道平均值为%0x\tB通道平均值为%0x\r\n",r_Aver,g_Aver,b_Aver);Grey_Aver = (r_Aver + g_Aver + b_Aver) / 3;if (Grey_Aver > 255)Grey_Aver = 255;Kr = (double)(Grey_Aver *1.0/ r_Aver);Kg = (double)(Grey_Aver *1.0/ g_Aver);Kb = (double)(Grey_Aver *1.0/ b_Aver);printf("三通道灰度平均值为%d\r\nR通道增益为%.5f\r\nG通道增益为%.5f\r\nB通道增益为%.5f\r\n",Grey_Aver,Kr,Kg,Kb);IMG_G = fopen(NEW_IMG, "wb");IMG_K = fopen(ORI_IMG, "rb");if (IMG_K == NULL){printf("图片打开失败，检查图片格式或是否有损\r\n");return -1;}fread(&fileType, 1, sizeof(unsigned short), IMG_K);if (fileType == 0x4d42){fread(&BITMAPFILEHEADER, 1, sizeof(tBITMAPFILEHEADER), IMG_K);fread(&BITMAPINFOHEADER, 1, sizeof(tBITMAPINFOHEADER), IMG_K);}else{printf("BMP图片类型不正确,请检查BMP图片的数据格式\r\n");fclose(IMG_K);return -2;}if (IMG_G == NULL){printf("文件建立失败...\r\n");return -3;}fwrite(&fileType, 2, 1, IMG_G);fwrite(&BITMAPFILEHEADER, sizeof(tBITMAPFILEHEADER), 1, IMG_G);fwrite(&BITMAPINFOHEADER, sizeof(tBITMAPINFOHEADER), 1, IMG_G);for (long i = (BITMAPINFOHEADER.biWidth * BITMAPINFOHEADER.biHeight); i > 0; i--){fread(Pc, 1, sizeof(rgbPerPixel), IMG_K);Pc->r = ((Pc->r) * Kr * 1.0); if ((Pc->r) > 255)Pc->r = 255;Pc->g = ((Pc->g) * Kg * 1.0); if ((Pc->g) > 255)Pc->g = 255;Pc->b = ((Pc->b) * Kb * 1.0); if ((Pc->b) > 255)Pc->b = 255;fwrite(Pc, 1, 3, IMG_G);//printf("第%d个像素RGB为 (%d,%d,%d)\r\n", i, Pc->r, Pc->g, Pc->b);}free(Pc);fclose(IMG_K);fclose(IMG_G);printf("\t图像白平衡处理完成，图片默认保存于自定义目录下\r\n\r\n");return 0;
}uint8_t IMG_GreyChange(const char* ORI_IMG,const char* NEW_IMG)
{uint8_t _IS_OPEN = IMG_BMP_FILEINFOGET(ORI_IMG);FILE* IMG_G;unsigned char Grey;if (_IS_OPEN == 0){printf("BMP图片信息读取成功\r\n");rgbPerPixel* Pc = (rgbPerPixel*)malloc(sizeof(rgbPerPixel));IMG_G = fopen(NEW_IMG, "wb");if (IMG_G == NULL){printf("文件建立失败...\r\n");return -2;}fwrite(&fileType, 2, 1, IMG_G);fwrite(&BITMAPFILEHEADER, sizeof(tBITMAPFILEHEADER), 1, IMG_G);fwrite(&BITMAPINFOHEADER, sizeof(tBITMAPINFOHEADER), 1, IMG_G);for (long i = (BITMAPINFOHEADER.biWidth * BITMAPINFOHEADER.biHeight); i > 0; i--){fread(Pc, 1, sizeof(rgbPerPixel), IMG);Grey = (Pc->r * 30 + Pc->g * 59 + Pc->b * 11 + 50) / 100;Pc->r = Pc->g = Pc->b = Grey;fwrite(Pc, 1, 3, IMG_G);//printf("第%d个像素RGB为 (%d,%d,%d)\r\n", i, Pc->r, Pc->g, Pc->b);}free(Pc);fclose(IMG);fclose(IMG_G);printf("\t图像灰值处理完成，图片保存于自定义目录下\r\n\r\n");return 0;}else if(_IS_OPEN == -1){printf("图片打开失败，检查图片格式或是否有损\r\n");printf("BMP图片读取失败...\r\n");return -1;}else{printf("BMP图片类型有误，请检查BMP文件数据格式\r\n");return-2;}
}uint8_t BMP_INFOPRINT(const char* BMP)
{IMG = fopen(BMP, "rb");if (IMG == NULL){printf("检查文件是否存在或者是否损坏\r\n");return -1;}fread(&fileType, 1, sizeof(unsigned short), IMG);if (fileType == 0x4d42){printf("BMP文件信息如下：\r\n");printf("文件标识符：%d\r\n", fileType);fread(&BITMAPFILEHEADER, 1, sizeof(tBITMAPFILEHEADER), IMG);showBmpHead(BITMAPFILEHEADER);fread(&BITMAPINFOHEADER, 1, sizeof(tBITMAPINFOHEADER), IMG);showBmpInfoHead(BITMAPINFOHEADER);fclose(IMG);return 0;}else{printf("BMP图片类型不正确,请检查BMP图片的数据格式\r\n");fclose(IMG);return -2;}
}_inline void showBmpHead(tBITMAPFILEHEADER pBmpHead)
{printf("BMP文件大小：%dkb\n", BITMAPFILEHEADER.bfSize / 1024);printf("保留字必须为0：%d\n", BITMAPFILEHEADER.bfReserved1);printf("保留字必须为0：%d\n", BITMAPFILEHEADER.bfReserved2);printf("位图数据偏移字节量：%d\n", BITMAPFILEHEADER.bfOffBits);
}_inline void showBmpInfoHead(tBITMAPINFOHEADER pBmpInfo)
{printf("文件类型：BMP\n");printf("信息头大小：%d\n", BITMAPINFOHEADER.biSize);printf("位图宽度：%d\n", BITMAPINFOHEADER.biWidth);printf("位图高度：%d\n", BITMAPINFOHEADER.biHeight);printf("图像位面数：%d\n", BITMAPINFOHEADER.biPlanes);printf("图像单个像素大小：%d\n", BITMAPINFOHEADER.biBitCount);printf("图像压缩方式：%d\n", BITMAPINFOHEADER.biCompression);printf("图像大小：%d\n", BITMAPINFOHEADER.biSizeImage);printf("水平方向分辨率：%d\n", BITMAPINFOHEADER.biXPelsPerMeter);printf("垂直方向分辨率：%d\n", BITMAPINFOHEADER.biYPelsPerMeter);printf("使用的颜色索引数：%d\n", BITMAPINFOHEADER.biClrUsed);printf("重要颜色索引数：%d\n", BITMAPINFOHEADER.biClrImportant);
}
_inline uint8_t IMG_BMP_FILEINFOGET(const char* ORI_IMG)
{IMG = fopen(ORI_IMG, "rb");if (IMG == NULL){return -1;}fread(&fileType, 1, sizeof(unsigned short), IMG);if (fileType == 0x4d42){fread(&BITMAPFILEHEADER, 1, sizeof(tBITMAPFILEHEADER), IMG);fread(&BITMAPINFOHEADER, 1, sizeof(tBITMAPINFOHEADER), IMG);return 0;}else{fclose(IMG);return -2;}
}
然后是头文件“IMGVision.h”：
#ifndef _IMG_VISION_H_
#define _IMG_VISION_H_#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <malloc.h>//14 Bytes 文件头信息块
typedef struct tBITMAPFILEHEADER
{//unsigned short bfType; //BMP : 0X4D42 WINDOWS读 42 4D DEC= 19778unsigned int bfSize; //图片大小unsigned short bfReserved1; //保留字为0unsigned short bfReserved2; //保留字为0unsigned int bfOffBits; //文件头到像素数据偏移量
};
//40 Bytes 图像描述信息块
typedef struct tBITMAPINFOHEADER
{unsigned int biSize; //此结构体大小long biWidth;long biHeight;unsigned short biPlanes; //平面显示属，一般显示器只有一个平面所以为1unsigned short biBitCount; //一个像素所占的位数，一般为24，带A通道的有32unsigned int biCompression; //图像数据压缩的类，0为不压缩unsigned int biSizeImage; //像素数据所占的大小 =bfSize-bfOffBitslong biXPelsPerMeter;//水平分辨率long biYPelsPerMeter;//垂直分辨率unsigned int biClrUsed; //位图实际使用的彩表的彩色索引数，为0证明全部使用unsigned int biClrImportant; //说明对图象显示有重要影响的颜色索引数，如果是0，表示无差别
};//调色板（由颜色索引数决定）-可以省略此信息（）
typedef struct _tPixelInfo
{unsigned char rgbBlue; //该颜色的蓝色分量（0~255）unsigned char rgbGreen; //该颜色的绿色分量（0~255）unsigned char rgbRed; //该颜色的红色分量（0~255）unsigned char rgbReserved; //保留字
};
//图像像素区数据 2色图像 - 1点1位
// 16色图像- 1点4位（半字节）
// 256色图像-1点8位 （整字节）
// 真彩图像- 1点24位 （3字节）
//在一个字节中，不存在两个像素点的数据补位，一个字节如果在存好一个像素的数据之后有冗余，后补00
//不同显示模式下的输出一幅图像的补位情况不同uint8_t BMP_INFOPRINT(const char* BMP);
uint8_t IMG_GreyChange(const char* ORI_IMG, const char* NEW_IMG);
uint8_t IMG_Whitebalance(const char* ORI_IMG,const char* NEW_IMG);#endif // !_IMG_VISION_H_调用以上两个文件即可，为了直观体会，这里多加一个写好的输出测试：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include "IMGVision.h"
#include "Windows.h"int main()
{unsigned int mode;char IMG[200] = "L:/ImgFactor/Temp/HelloWorld/HelloWorld/source/IMGSource/IEI.bmp";char NEWIMG[200] = "NEWIEI_G.bmp";char IMG_QYZ[200] = "L:/ImgFactor/Temp/HelloWorld/HelloWorld/source/IMGSource/IMGT.bmp";char NEWIMG_QYZ[30] = "NEWIMGT_G.bmp";printf("使用此程序进行BMP图像处理：输入mode\r\n\t\t1->BMP图片信息提取\r\n\t\t2->BMP灰白处理\r\n\t\t3->BMP图片白平衡处理（请注意，白平衡不适用于极端情况）\r\n输入mode->> ");scanf_s("%d", &mode);getchar();system("cls");if(mode == 1){printf("下方粘贴目标图片地址：\r\n");scanf("%s", IMG);printf("目标图片地址为：%s\r\n点击任意按键继续\r\n\r\n",IMG);getchar();system("cls");BMP_INFOPRINT((const char*)IMG);}else if (mode == 2){printf("下方粘贴目标图片地址：\r\n");scanf("%s", IMG);printf("目标图片地址为：%s\r\n下方输入图片保存地址：（若手动输入则回车继续）\r\n",IMG);scanf("%s", NEWIMG);printf("图片保存地址为：%s\r\n点击任意按键继续\r\n\r\n", NEWIMG);system("cls");IMG_GreyChange((const char*)IMG, (const char*)NEWIMG);}else if (mode == 3){printf("下方粘贴目标图片地址：\r\n");scanf("%s", IMG);printf("目标图片地址为：%s\r\n下方输入图片保存地址：（若手动输入则回车继续）\r\n", IMG);scanf("%s", NEWIMG);printf("图片保存地址为：%s\r\n点击任意按键继续\r\n\r\n", NEWIMG);system("cls");IMG_Whitebalance((const char*)IMG, (const char*)NEWIMG);}else if (mode == 0){system("cls");printf("进行自动处理演示，使用默认图片和默认处理方式\t任意按键继续\r\n");getchar();printf("BMP图片信息提取->>>>>>>>>>>\r\n");BMP_INFOPRINT((const char*)IMG_QYZ);printf("\r\n任意按键继续\r\n"); getchar();printf("BMP图片灰白处理->>>>>>>>>>>\r\n");IMG_GreyChange((const char*)IMG_QYZ, (const char*)NEWIMG_QYZ);printf("\r\n任意按键继续\r\n"); getchar();printf("BMP图片白平衡处理->>>>>>>>>>>\r\n");IMG_Whitebalance((const char*)IMG, (const char*)NEWIMG);printf("\r\n演示结束，前往程序所在路径查看NEWIMG_QYZ.bmp以及NEWIEI_QYZ.bmp; 任意按键结束\r\n"); getchar();}else{printf("方案不存在");system("pause");return -1;}printf("Hello World !");return 0;
}以上三个文件打包就是一个完整的处理程序
处理效果如下：
原图像
灰白处理后的图像
原图像
白平衡处理后的图像
白平衡不适用于处理极端情况下的图片，所以处理后会出现这种现象。
具体原理可以百度白平衡不适用的情况。
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