彩色图像技术
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摘要该文论述了在Windows同一窗口中显示多幅彩色图像的技术和实现方法,并提供最优化程序压缩原图像的颜色数量。
关键词调色板Windows图像处理
在目前的大多数微机中都配置了高性能的TVGA或SVGA图形卡,在这些图形卡中,红、绿、蓝三元色各占六位,颜色总数占18位,故可以显示262144种颜色,在更高级的图形卡中,甚至可达24位的真彩色。使用调色板技术,可以在一个窗口显示256种颜色,每一副图像都具有独立的256个调色板,显示时更换调色板便可满足各幅图像的颜色要求。
然而,在某些应用中则要求同一窗口中显示两幅甚至更多的彩色图像,如果按照常规设计,窗口中只能正确地显示其中一幅图像,而其它的图像则由于其调色板被更换,颜色就会混乱。在我们开发多媒体查询系统——山东省旅游资源查询子系统时,系统要求以一幅山东省彩色地图为背景,然后在各个旅游景点设置一个触摸按钮,当用户触摸该按钮时,在窗口的右下部分显示该景点的彩色图像。如果图像不经过特殊处理,则在显示该景点的彩色图像的同时也更换了该窗口的调色板,使背景图像的颜色失真。为了解决这个问题,我们对图像做了特殊处理,使背景图像和各个景点图像的调色板不发生冲突。同时还要考虑到Windows占用了前20个调色板,在一般情况下不允许更改。根据系统的实际情况,我们对调色板做了如下布置:第0～19号调色板为Windows系统保留;第20～148号调色板为背景图像使用,一旦背景图像使用后,就不再更改;第149～255号调色板为各景点图像使用,当显示不同的景点图像时,随时更改这些调色板。定义一个PALETTEENTRY类型的数组palette[256]用来保存各颜色分量。该类型是Windows定义的一种结构:
typedefstruct{
BYTEpeRed;
/*调色板项的红色饱和度*/
BYTEpeGreen;/*调色板项的绿色饱和度*/
BYTEpeBlue;
/*调色板项的蓝色饱和度*/
BYTEpeFlags;/*NULL、PC-EXPLICIT、PC-NOCOLLAPSE一般取PC-EXPLICIT*/
}PALETTEENTRY;
这样把背景图像的第20～148号调色板和景点图像的第149～255号调色板分别放入pal
ette[20]～palette[255]中,然后按下列步骤实现该调色板。
1.定义HDChdc;HPALETTEw-hp;LOGPALETTE*pal;
2.给pal赋值
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.实现该调色板
hdc=GetDC(hWnd);
w-hp=CreatePalette((LPLOGPALETTE)pal);
w-hp=SelectPalette(hdc,w-hp,0);
RealizePalette(hdc);
LocalFree(HANDLE)pal);
其中hWnd为要显示图像的窗口句柄。按上述步骤实现该调色板后,读入要显示的图像,然后映射到hdc中即可。
本文提供的程序cpcolor.c可以实现把一个BMP格式的图像从256色压缩成(color2-color1+1)色,并把颜色号限制在color1到color2范围内。程序执行格式为:
cpcolor图像文件名颜色下限颜色上限本程序使用最优化方法,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;
/*该函数打开图像文件并读图像的宽、高和各调色板的颜色分量,并把文件指针指向图像的开始处*/
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;
}
/*该函数实现颜色的压缩*/
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[摘要该文论述了在Windows同一窗口中显示多幅彩色图像的技术和实现方法,并提供最优化程序压缩原图像的颜色数量。
关键词调色板Windows图像处理
在目前的大多数微机中都配置了高性能的TVGA或SVGA图形卡,在这些图形卡中,红、绿、蓝三元色各占六位,颜色总数占18位,故可以显示262144种颜色,在更高级的图形卡中,甚至可达24位的真彩色。使用调色板技术,可以在一个窗口显示256种颜色,每一副图像都具有独立的256个调色板,显示时更换调色板便可满足各幅图像的颜色要求。
然而,在某些应用中则要求同一窗口中显示两幅甚至更多的彩色图像,如果按照常规设计,窗口中只能正确地显示其中一幅图像,而其它的图像则由于其调色板被更换,颜色就会混乱。在我们开发多媒体查询系统——山东省旅游资源查询子系统时,系统要求以一幅山东省彩色地图为背景,然后在各个旅游景点设置一个触摸按钮,当用户触摸该按钮时,在窗口的右下部分显示该景点的彩色图像。如果图像不经过特殊处理,则在显示该景点的彩色图像的同时也更换了该窗口的调色板,使背景图像的颜色失真。为了解决这个问题,我们对图像做了特殊处理,使背景图像和各个景点图像的调色板不发生冲突。同时还要考虑到Windows占用了前20个调色板,在一般情况下不允许更改。根据系统的实际情况,我们对调色板做了如下布置:第0～19号调色板为Windows系统保留;第20～148号调色板为背景图像使用,一旦背景图像使用后,就不再更改;第149～255号调色板为各景点图像使用,当显示不同的景点图像时,随时更改这些调色板。定义一个PALETTEENTRY类型的数组palette[256]用来保存各颜色分量。该类型是Windows定义的一种结构:
typedefstruct{
BYTEpeRed;
/*调色板项的红色饱和度*/
BYTEpeGreen;/*调色板项的绿色饱和度*/
BYTEpeBlue;
/*调色板项的蓝色饱和度*/
BYTEpeFlags;/*NULL、PC-EXPLICIT、PC-NOCOLLAPSE一般取PC-EXPLICIT*/
}PALETTEENTRY;
这样把背景图像的第20～148号调色板和景点图像的第149～255号调色板分别放入pal
ette[20]～palette[255]中,然后按下列步骤实现该调色板。
1.定义HDChdc;HPALETTEw-hp;LOGPALETTE*pal;
2.给pal赋值
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.实现该调色板
hdc=GetDC(hWnd);
w-hp=CreatePalette((LPLOGPALETTE)pal);
w-hp=SelectPalette(hdc,w-hp,0);
RealizePalette(hdc);
LocalFree(HANDLE)pal);
其中hWnd为要显示图像的窗口句柄。按上述步骤实现该调色板后,读入要显示的图像,然后映射到hdc中即可。
本文提供的程序cpcolor.c可以实现把一个BMP格式的图像从256色压缩成(color2-color1+1)色,并把颜色号限制在color1到color2范围内。程序执行格式为:
cpcolor图像文件名颜色下限颜色上限本程序使用最优化方法,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;
/*该函数打开图像文件并读图像的宽、高和各调色板的颜色分量,并把文件指针指向图像的开始处*/
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;
}
/*该函数实现颜色的压缩*/
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("参数:文件名颜色下限颜色上限\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);
}
参考文献
王旭张军译.MicrosoftWindows3.1程序员参考手册.北京:清华大学出版社,1994.
