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BMP--24位真彩色转换为灰度图像

以下文本内容来自http://zhidao.baidu.com/question/152910968.html中的部分内容

把RGB值转换为灰度值的公式：
Gray   :=   Trunc(0.3   *   Red   +   0.59   *   Green   +   0.11   *   Blue);//这句用的是浮点运算
在图像处理中，速度就是生命，能不用浮点运算，就最好不要用！
Gray   :=   (30   *   Red   +   59   *   Green   +   11   *   Blue)   div   100;
虽然这样一改，运算次数多了一次，但在我的雷鸟1.1G上，处理速度大概能提高5%左右！而同主频下
(或略低，如Athlon   1600+相当于P4   1.6G)AMD的CPU浮点运算能力比Intel的较强，整数运算能力较弱，所以用Intel的CPU在这里更能体现出优势！
注：x   div   100   和   Trunc(x/100)的效果是相同的，但查看其汇编代码可知一个用的指令是div,而另一个是fdiv(即进行浮点运算),
还要调用函数Trunc,其处理速度差距非常大，所以能用   x   div   100   的时候就不要用   Trunc(x/100)。
但这还不是最快的，再看一个：
　　Gray   :=   HiByte(77   *   Red   +   151   *   Green   +   28   *   Blue);
　　即
　　Gray   :=   (77   *   Red   +   151   *   Green   +   28   *   Blue)   shr   8;
　　(建议用后一种，不要调用函数)
　　这种方法比最原始的方法快了近3/4！
　　什么意思呢？用77,151,28分别除以256试试～～～
　　移位是什么意思呢，和10进制的进位，退位联系一下，是不是可以近似的理解为乘除2的n次方呢？当然这和真正意义的乘除法是不一样的！
比如shr(右移)，和真正的除法相比，比如shr   1，只有最后一个字位为0时(既为2的倍数)，它才等于除2！如二进制数110(6)右移1位变为11(3)，和6/2=3结果相同。
　　当然这和一开始的灰度化效果有了些误差！
　　如果允许存在更大的误差，还可以考虑另一种方法：
　　Gray   :=   (Red   shr   2)   +   (Red   shr   4)   +   (Green   shr   1)   +   (Green   shr   4)   +   (Blue   shr   3);
　　连乘法都没用，完全用移位实现，结合上面的解释，用除法来理解该表达式，其值只是约等于(0.3125   *   Red   +   0.5625   *   Green   +   0.125   *   Blue)，
和一开始的加权平均值有了比较大的误差！但如果对速度有苛刻的要求的话，可以怎么用！这比上一种方法还能再快5%！

[cpp]  view plain copy
  1. /** 
  2. * 程序名: Convert.cpp 
  3. * 功  能: 将24位真彩色图转换为8位灰度图片 
  4. *         测试图片test1.bmp放到工程目录下 
  5. */  
  6. #include <iostream>  
  7. #include <fstream>  
  8. #include <windows.h>  
  9. #include <cstring>  
  10. using namespace std;  
  11. BITMAPFILEHEADER bmpFileHeader; //位图文件头  
  12. BITMAPINFOHEADER bmpInfoHeader; //位图信息头  
  13. RGBQUAD *pColorTable;           //颜色表，注：24位真彩色图无颜色表  
  14. unsigned char *pBmpData;        //位图数据  
  15. unsigned char *pGrayData;       //灰度图像数据  
  16. /** 
  17. * 函数名: readBmp 
  18. * 参  数: fileName -- 要转换的图片名 
  19. * 功  能: 读取fileName文件信息，读取成功返回TRUE，反之，返回FALSE 
  20. */  
  21. bool readBmp(char *fileName)  
  22. {  
  23.     FILE *fp = fopen(fileName,"rb");    //以二进制读方式打开  
  24.     if(NULL == fp)  
  25.     {  
  26.         cout<<"File is opened failure!"<<endl;  
  27.         return FALSE;  
  28.     }  
  29.     //读取数据  
  30.     fread(&bmpFileHeader,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fp);  
  31.     fread(&bmpInfoHeader,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fp);  
  32.     pBmpData = new unsigned char[bmpInfoHeader.biSizeImage];   //申请空间，大小为位图数据大小  
  33.     fread(pBmpData,sizeof(unsigned char),bmpInfoHeader.biSizeImage,fp);  
  34.     fclose(fp);         //不要忘了关闭文件  
  35.     return TRUE;  
  36. }  
  37. /** 
  38. * 函数名: convert 
  39. * 功  能: 实现24位真彩色图到灰度图的转换 
  40. */  
  41. void convert()  
  42. {  
  43.     //因为转换后多了个颜色表，所以要改变，对bmp文件结构不清楚的看笔记1  
  44.     bmpFileHeader.bfOffBits += (sizeof(RGBQUAD) * 256);   
  45.      //biSizeImg存储的为位图数据占用的字节数，转换为灰度图像后值发生改变，  
  46.     //因为24为真彩色位图数据的一个像素用3各字节表示，灰度图像为1个字节  
  47.     bmpInfoHeader.biBitCount = 8;  
  48.     int lineBytes = (bmpInfoHeader.biWidth * 8 + 31) / 32 * 4;  
  49.     int oldLineBytes = (bmpInfoHeader.biWidth * 24 + 31) / 32 * 4;  
  50.     int oldSize = bmpInfoHeader.biSizeImage;        //原图数据大小  
  51.     bmpInfoHeader.biSizeImage = lineBytes * bmpInfoHeader.biHeight;  
  52.     //定义灰度图像的颜色表  
  53.     pColorTable = new RGBQUAD[256];  
  54.     for(int i = 0; i < 256; i++ )  
  55.     {  
  56.         (*(pColorTable + i)).rgbBlue = i;  
  57.         (*(pColorTable + i)).rgbGreen = i;  
  58.         (*(pColorTable + i)).rgbRed = i;  
  59.         (*(pColorTable + i)).rgbReserved = 0;  
  60.     }  
  61.     //将RGB转换为灰度值  
  62.     int red,green,blue;  
  63.     BYTE gray;  
  64.     pGrayData = new unsigned char[bmpInfoHeader.biSizeImage];  
  65.     memset(pGrayData,0,bmpInfoHeader.biSizeImage);  
  66.     //这里要注意，Windows规定一个扫描行所占的字节数必须是  
  67.     //4的倍数(即以long为单位),不足的以0填充，所以如果当前biWidth如果不是  
  68.     //4的倍数时，要在后面补0直到为4的倍数  
  69.     for(i = 0; i < bmpInfoHeader.biHeight; i++ )  
  70.     {  
  71.         //位图数据(pBmpData)中存储的实际像素数为biWidth个,而一个扫描行要lineByte个字节，  
  72.         //多余出来的是上面补的0,所以要转换的要是实际的像素数,  
  73.         //因为转换前后biWidth是相同的，而lineByte是不同的，也就是后面补的0不同  
  74.         //如果还有疑惑，请留言提问，我会即时回复  
  75.         for(int j = 0; j < bmpInfoHeader.biWidth; j++ )  
  76.         {  
  77.             red = *(pBmpData + i*oldLineBytes + 3*j );  
  78.             green = *(pBmpData + i*oldLineBytes + 3*j + 1);  
  79.             blue = *(pBmpData + i*oldLineBytes + 3*j + 2);  
  80.             gray = (BYTE)((77 * red + 151 * green + 28 * blue) >> 8);  
  81.             *(pGrayData + i*lineBytes + j) = gray;  
  82.         }  
  83.     }  
  84.   
  85. }  
  86. /** 
  87. * 函数名: writeBmp 
  88. * 参  数: fileName -- 转换之后的文件名 
  89. * 功  能: 将转换后的图像信息写入到fileName文件中 
  90. */  
  91. bool writeBmp(char *fileName)  
  92. {  
  93.     FILE *fp = fopen(fileName,"wb");   //以二进制写方式打开  
  94.     if(NULL == fp)  
  95.     {  
  96.         cout<<"File is opened failure!"<<endl;  
  97.         return FALSE;  
  98.     }  
  99.     //写入数据  
  100.     fwrite(&bmpFileHeader,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fp);  
  101.     fwrite(&bmpInfoHeader,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fp);  
  102.     fwrite(pColorTable,sizeof(RGBQUAD),256,fp);  
  103.     fwrite(pGrayData,sizeof(unsigned char),bmpInfoHeader.biSizeImage,fp);  
  104.     fclose(fp);  
  105.     //释放内存空间  
  106.     delete []pColorTable;  
  107.     delete []pBmpData;  
  108.     delete []pGrayData;  
  109.     return TRUE;  
  110. }  
  111. /** 
  112. * 函数名: work 
  113. * 功  能: 主要处理步骤 
  114. */  
  115. void work()  
  116. {  
  117.     char readFileName[] = "test1.bmp";  
  118.     if(!readBmp(readFileName))  
  119.         cout<<"The function of readBmp error!"<<endl;  
  120.     convert();  
  121.     char writeFileName[] = "gray.bmp";  
  122.     if(!writeBmp(writeFileName))  
  123.         cout<<"The function of writebmp error!"<<endl;  
  124.     cout<<"convert success!"<<endl;  
  125.   
  126. }  
  127. int main()  
  128. {  
  129.     work();  
  130.     return 0;  
  131. } 
转自：http://blog.csdn.net/sun1956/article/details/8665946

（二）
#include <stdio.h>    
#include <windows.h>  


#define WIDTHBYTES(i) ( ( (i+31)/32 )*4) //使每一行的宽度是4个字节的倍数  
#define IMAGETYPE 0x4d42                 //表示字符BM  


int main(int argc, char* argv)
{
BITMAPFILEHEADER bmpfileheader;     //文件头  
BITMAPINFOHEADER bmpinfoheader;     //信息头  


unsigned char *matrix;              //像素矩阵，用unsigned char是因为它的范围刚好为0—255  
FILE *finput;                       //读取操作流  
FILE *foutput;                      //出操作流  
DWORD imageSize = 0;                //图像像素数据部分大小  


//打开文件  
//finput = fopen("lll.bmp", "r+b");
fopen_s(&finput, "56.bmp", "r+b");
if (finput == NULL)
{
printf("Open failed\n");
return EXIT_FAILURE;
}
else
{
printf("Open Successsfully\n");
}


fread(&bmpfileheader, sizeof(BITMAPFILEHEADER), 1, finput);//读取文件头  
fread(&bmpinfoheader, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1, finput);//读取信息头  


//判断是否为24位真彩图  
if (bmpfileheader.bfType != IMAGETYPE || bmpinfoheader.biBitCount != 24)
{
printf("The error picture!");
return EXIT_FAILURE;
}
//计算位图像素部分的大小，也可以是bmpinfoheader.biSizeImage 但它有时候是0,不可靠。  
imageSize = WIDTHBYTES(bmpinfoheader.biWidth*bmpinfoheader.biBitCount) * bmpinfoheader.biHeight;


matrix = new unsigned char[imageSize];
memset(matrix, 0, imageSize);


//读取象素矩阵  
fread(matrix, 1, imageSize, finput);
fclose(finput);




//每个像素点转化为灰度值，用的公式是：Gray = R*0.299 + G*0.587 + B*0.114  
for (unsigned long k = 0; k<imageSize; k = k + 3)
{
*(matrix + k) = *(matrix + k + 1) = *(matrix + k + 2) = (*(matrix + k)*0.299 + *(matrix + k + 1)*0.587 + *(matrix + k + 2)*0.114);
}


//创建新的灰度图  
//foutput = fopen("test.bmp", "w+b");
fopen_s(&foutput,"test5.bmp", "w+b");
fwrite(&bmpfileheader, sizeof(BITMAPFILEHEADER), 1, foutput);
fwrite(&bmpinfoheader, sizeof(BITMAPINFOHEADER), 1, foutput);


fwrite(matrix, 1, imageSize, foutput);
fclose(foutput);


delete[]matrix;
printf("转化成功\n");
return EXIT_SUCCESS;
}

悦读

道可道，非常道；名可名，非常名。 无名，天地之始，有名，万物之母。 故常无欲，以观其妙，常有欲，以观其徼。 此两者，同出而异名，同谓之玄，玄之又玄，众妙之门。

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