MFC实现图像灰度、采样和量化功能详解

本文主要讲述基于VC++6.0 MFC图像处理的应用知识，主要结合自己大三所学课程《数字图像处理》及课件进行讲解，主要通过MFC单文档视图实现显示BMP格式图片，并通过Bitmap进行灰度处理、图片采样和量化功能。
个人认为对初学者VC++6.0可能还是很值得学习的工具，所以采用它来讲解，而不是VS或C#。同时文章比较详细基础，希望该篇文章对你有所帮助~
【数字图像处理】一.MFC详解显示BMP格式图片
【数字图像处理】二.MFC单文档分割窗口显示图片
免费资源下载地址：
http://download.csdn.net/detail/eastmount/8748403

一. 单文档显示BMP图片

第一步：新建项目"MFC AppWizard(exe)"，项目名为ImageProcessing，在应用程序类型中选择"单个文档"，点击"确定"。在左栏的"资源视图"中，点击"Menu->IDR_MAINFRAM"可以查看并修改菜单视图。

第二步：向CImageProcessingView类添加成员变量和成员函数。在右栏的"类视图"右键ImageProcessingView添加函数或直接在ImageProcessingView.h中直接添加public成员变量和成员函数。添加代码如下：

// Implementation
public:
//添加成员函数
void ShowBitmap(CDC* pDC,CString BmpName); //显示位图函数
//添加成员变量
CString EntName; //图像文件扩展名
CString BmpName; //图像文件名称
CBitmap m_bitmap; //创建位图对象

同时采用类视图添加后，会自动在XXXView.h中添加函数定义，在XXXView.cpp中添加函数实现代码。

第三步：编辑ImageProcessingView.cpp中ShowBitmap()函数。通过它显示BMP图片，其中代码及详细注释如下：

//****************显示BMP格式图片****************//
void CImageProcessingView::ShowBitmap(CDC *pDC, CString BmpName)
{
//定义bitmap指针调用函数LoadImage装载位图
HBITMAP m_hBitmap;
m_hBitmap = (HBITMAP) LoadImage(NULL,BmpName,IMAGE_BITMAP,0,0,
LR_LOADFROMFILE|LR_DEFAULTSIZE|LR_CREATEDIBSECTION);
/*************************************************************************/
/* 1.要装载OEM图像，则设此参数值为0 OBM_ OEM位图 OIC_OEM图标 OCR_OEM光标
/* 2.BmpName要装载图片的文件名
/* 3.装载图像类型:
/* IMAGE_BITMAP-装载位图 IMAGE_CURSOR-装载光标 IMAGE_ICON-装载图标
/* 4.指定图标或光标的像素宽度和长度以像素为单位
/* 5.加载选项:
/* IR_LOADFROMFILE-指明由lpszName指定文件中加载图像
/* IR_DEFAULTSIZE-指明使用图像默认大小
/* LR_CREATEDIBSECTION-当uType参数为IMAGE_BITMAP时,创建一个DIB项
/**************************************************************************/
if( m_bitmap.m_hObject )
{
m_bitmap.Detach(); //切断CWnd和窗口联系
}
m_bitmap.Attach(m_hBitmap); //将句柄HBITMAP m_hBitmap与CBitmap m_bitmap关联
//边界
CRect rect;
GetClientRect(&rect);
//图片显示(x,y)起始坐标
int m_showX=0;
int m_showY=0;
int m_nWindowWidth = rect.right - rect.left; //计算客户区宽度
int m_nWindowHeight = rect.bottom - rect.top; //计算客户区高度
//定义并创建一个内存设备环境DC
CDC dcBmp;
if( !dcBmp.CreateCompatibleDC(pDC) ) //创建兼容性的DC
return;
BITMAP m_bmp; //临时bmp图片变量
m_bitmap.GetBitmap(&m_bmp); //将图片载入位图中
CBitmap *pbmpOld = NULL;
dcBmp.SelectObject(&m_bitmap); //将位图选入临时内存设备环境
//图片显示调用函数stretchBlt
pDC->StretchBlt(0,0,m_bmp.bmWidth,m_bmp.bmHeight,&dcBmp,0,0,
m_bmp.bmWidth,m_bmp.bmHeight,SRCCOPY);
/*******************************************************************************/
/* BOOL StretchBlt(int x,int y,int nWidth,int nHeight,CDC* pSrcDC,
/* int xSrc,int ySrc,int nSrcWidth,int nSrcHeight,DWORD dwRop );
/* 1.参数x、y位图目标矩形左上角x、y的坐标值
/* 2.nWidth、nHeigth位图目标矩形的逻辑宽度和高度
/* 3.pSrcDC表示源设备CDC指针
/* 4.xSrc、ySrc表示位图源矩形的左上角的x、y逻辑坐标值
/* 5.dwRop表示显示位图的光栅操作方式 SRCCOPY用于直接将位图复制到目标环境中
/*******************************************************************************/
dcBmp.SelectObject(pbmpOld); //恢复临时DC的位图
DeleteObject(&m_bitmap); //删除内存中的位图
dcBmp.DeleteDC(); //删除CreateCompatibleDC得到的图片DC
/**
* 面代码为后面显示第二张图片
*/
}

第四步：设置打开BMP图片函数。"查看"->"建立类向导"(Ctrl+W)->选择"类名"CImageProcessing->在命令对象ID中双击"ID_FILE_OPEN"->自动生成默认成员函数OnFileOpen，消息为COMMAND。双击成员函数(Member Functions)进入函数编辑。

编辑ImageProcessingView.cpp函数实现打开图片，代码如下：

//****************打开文件****************//
void CImageProcessingView::OnFileOpen()
{
//两种格式的文件：bmp gif
CString filter;
filter="所有文件(*.bmp,*.jpg,*.gif)|*.bmp;*.jpg| BMP(*.bmp)|*.bmp| JPG(*.jpg)|*.jpg||";
CFileDialog dlg(TRUE,NULL,NULL,OFN_HIDEREADONLY,filter,NULL);
//按下确定按钮 dlg.DoModal() 函数显示对话框
if( dlg.DoModal() == IDOK )
{
BmpName = dlg.GetPathName(); //获取文件路径名如D:\pic\abc.bmp
EntName = dlg.GetFileExt(); //获取文件扩展名
EntName.MakeLower(); //将文件扩展名转换为一个小写字符
Invalidate(); //调用该函数就会调用OnDraw重绘画图
}
}

第五步：在ImageProcessingView.cpp中找到OnDraw()函数，通过OnDraw()函数调用ShowBitmap()函数显示图片。代码如下:

void CImageProcessingView::OnDraw(CDC* pDC)
{
CImageProcessingDoc* pDoc = GetDocument();
ASSERT_VALID(pDoc);
// TODO: add draw code for native data here
if (!pDoc) return;
if( EntName.Compare(_T("bmp")) == 0 ) //bmp格式
{
ShowBitmap(pDC,BmpName); //显示图片
}
}

第六步：此时点击运行，同时点击文件-打开，即可显示图片如下图所示：

PS:这是非常著名的一张图片莱娜图(Lenna)，全图是一张花花公子封面的裸图，后成为数字图像处理的标志图片。哈哈~至于BMP图片格式参照第一篇文章

二. 读取BMP图片和保存图片

BMP图片格式如下图所示：(参考自己文库)

在很多处理中，都需要获取BMP图像的一些数据，如图像宽度、高度、像素大小等，后面的处理与之相关，主要的是ReadBmp函数。
第一步：在XXXView.h中添加BMP格式图像相关的成员变量和成员函数，其中成员函数通过类视图右键添加，成员变量可以在XXXView.h中直接复制。

// Implementation
public:
//添加成员函数
void ShowBitmap(CDC* pDC,CString BmpName); //显示位图函数
bool ReadBmp(); //用来读取bmp个手机图片
bool SaveBmp(LPCSTR lpFileName); //用来保存bmp格式图片
//添加成员变量
CString EntName; //图像文件扩展名
CString BmpName; //图像文件名称
CBitmap m_bitmap; //创建位图对象
int m_nWidth; //图像实际宽度
int m_nHeight; //图像实际高度
int m_nDrawWidth; //图像显示宽度
int m_nDrawHeight; //图像显示高度
DWORD m_nImage; //图像数据的字节数只含位图
DWORD m_nSize; //图像文件大小
int m_nLineByte; //图像一行所占字节数
int m_nBitCount; //图像每个像素所占位数
int m_nPalette; //位图实际使用的颜色表中的颜色数
BYTE *m_pImage; //读入图片数据后的指针
BITMAPFILEHEADER bfh; //全局变量文件头
BITMAPINFOHEADER bih; //全局变量信息头
RGBQUAD m_pPal; //颜色表指针

第二步：在ImageProcessingView.cpp中实现ReadBmp函数和SaveBmp函数。

//***************读取图片数据*************//
bool CImageProcessingView::ReadBmp()
{
//图片读出存储其中的东西
FILE *fp = fopen(BmpName,"rb");
if(fp==0)
{
AfxMessageBox("无法打开文件!",MB_OK,0);
return 0;
}
//读取文件头解决BMP格式倒置的方法
fread(&bfh.bfType,sizeof(WORD),1,fp);
fread(&bfh.bfSize,sizeof(DWORD),1,fp);
fread(&bfh.bfReserved1,sizeof(WORD),1,fp);
fread(&bfh.bfReserved2,sizeof(WORD),1,fp);
fread(&bfh.bfOffBits,sizeof(DWORD),1,fp);
//图像文件的总字节数
m_nSize = bfh.bfSize;
//判断是否是bmp格式图片
if(bfh.bfType!=0x4d42) //'BM'
{
AfxMessageBox("不是BMP格式图片!",MB_OK,0);
return 0;
}
//读取信息头
fread(&bih.biSize,sizeof(DWORD),1,fp);
fread(&bih.biWidth,sizeof(LONG),1,fp);
fread(&bih.biHeight,sizeof(LONG),1,fp);
fread(&bih.biPlanes,sizeof(WORD),1,fp);
fread(&bih.biBitCount,sizeof(WORD),1,fp);
fread(&bih.biCompression,sizeof(DWORD),1,fp);
fread(&bih.biSizeImage,sizeof(DWORD),1,fp);
fread(&bih.biXPelsPerMeter,sizeof(LONG),1,fp);
fread(&bih.biYPelsPerMeter,sizeof(LONG),1,fp);
fread(&bih.biClrUsed,sizeof(DWORD),1,fp);
fread(&bih.biClrImportant,sizeof(DWORD),1,fp);
if(bih.biSize!=sizeof(bih))
{
AfxMessageBox("本结构所占用字节数出现错误");
return 0;
}
//位图压缩类型，必须是 0（不压缩） 1（BI_RLE8压缩类型）或2（BI_RLE压缩类型）之一
if(bih.biCompression == BI_RLE8 || bih.biCompression == BI_RLE4)
{
AfxMessageBox("位图被压缩!");
return 0;
}
//获取图像高宽和每个像素所占位数
m_nHeight = bih.biHeight;
m_nWidth = bih.biWidth;
m_nDrawHeight = bih.biHeight;
m_nDrawWidth = bih.biWidth;
m_nBitCount = bih.biBitCount; //每个像素所占位数
//计算图像每行像素所占的字节数（必须是32的倍数）
m_nLineByte = (m_nWidth*m_nBitCount+31)/32*4;
//图片大小调用系统自带的文件头 BITMAPFILEHEADER bfh; BITMAPINFOHEADER bih;
//否则用 BITMAPFILEHEADER_ bfh; BITMAPINFOHEADER_ bih;要 m_nImage = m_nLineByte * m_nHeight - 2;
m_nImage = m_nLineByte * m_nHeight;
//位图实际使用的颜色表中的颜色数 biClrUsed
m_nPalette = 0; //初始化
if(bih.biClrUsed)
m_nPalette = bih.biClrUsed;
//申请位图空间大小为位图大小 m_nImage
//malloc只能申请4字节的空间（未知）
m_pImage=(BYTE*)malloc(m_nImage);
fread(m_pImage,m_nImage,1,fp);
fclose(fp);
return true;
}

其中SaveBmp()函数代码如下：

//****************保存文件****************//
bool CImageProcessingView::SaveBmp(LPCSTR lpFileName) //lpFileName为位图文件名
{
//保存bmp格式图片写图片过程只处理24像素的图片该图片无调色板
FILE *fpo = fopen(BmpName,"rb");
FILE *fpw = fopen(lpFileName,"wb");
fread(&bfh,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fpo);
fread(&bih,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fpo);
fwrite(&bfh,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fpw);
fwrite(&bih,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fpw);
//malloc只能申请4字节的空间（未知）
m_pImage=(BYTE*)malloc(m_nImage);
fread(m_pImage,m_nImage,1,fpo);
fwrite(m_pImage,m_nImage,1,fpw);
fclose(fpo);
fclose(fpw);
return true;
}

第三步：添加保存menu控件和函数。点击”查看-建立类向导“，在ID列表中找到ID_FILE_SAVE，点击COMMAND(Message列表)，双击添加默认成员函数OnFileSave，同时在Member Functions(成员函数)中双击该函数进入函数并编辑。添加如下代码：

//******************文件保存*****************//
void CImageProcessingView::OnFileSave()
{
// TODO: Add your command handler code here
CString filter;
filter="所有文件(*.bmp,*.jpg)|*.bmp;*.jpg| BMP(*.bmp)|*.bmp| JPG(*.jpg)|*.jpg||";
//重点: 1-文件打开 0-文件保存
CFileDialog dlg(0,NULL,NULL,OFN_HIDEREADONLY,filter,NULL);
//按下确定按钮
if( dlg.DoModal() == IDOK ) {
CString str;
CString strName;
CString filename;
str = dlg.GetPathName(); //获取文件的路径
filename = dlg.GetFileTitle(); //获取文件名
int nFilterIndex=dlg.m_ofn.nFilterIndex;
if( nFilterIndex == 2 ) //当用户选择文件过滤器为".BMP"时
{
str = str + ".bmp"; //自动加扩展名.bmp
SaveBmp(str); //保存bmp图片就是一个写出图片的过程
AfxMessageBox("图片保存成功",MB_OK,0);
}
}
}

第四步：在XXXView.cpp中OnDraw()函数中调用读取图片函数。
if( EntName.Compare(_T("bmp")) == 0 ) //bmp格式
{
ReadBmp();
ShowBitmap(pDC,BmpName); //显示图片
}
运行程序，打开图片点击保存即可实现。重点是ReadBmp获取一些重要参数。

三. 图像灰度处理

(参考我的百度文库：http://wenku.baidu.com/view/3b869230f111f18583d05a43)

1.灰度图像概念

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;(此程序采用算法)
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。
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
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；该程序未实现添加了调色板。

2.灰度处理源码

第一步：在前面的代码基础上继续，先在ImageProcessingView.h中添加成员变量m_bitmaplin和BmpNameLin，因为后面处理操作是处理备份文件与原图进行比较。

// Implementation
public:
//添加成员函数
void ShowBitmap(CDC* pDC,CString BmpName); //显示位图函数
bool ReadBmp(); //用来读取bmp个手机图片
bool SaveBmp(LPCSTR lpFileName); //用来保存bmp格式图片
//添加成员变量
CString EntName; //图像文件扩展名
CString BmpName; //图像文件名称
CBitmap m_bitmap; //创建位图对象
CBitmap m_bitmaplin; //创建临时位图对象进行处理
CString BmpNameLin; //保存图像副本文件

第二步：在ImageProcessingView.cpp中ShowBitmap()函数前添加变量numPicture和level。

/*************************************************************/
/* numPicture变量显示图片数量
/* 0-提示错误或未打开图片 1-显示一张图片 2-显示两张图片和处理
/*************************************************************/
int numPicture = 0;
/*************************************************************/
/* level变量显示具体的处理操作，每个处理函数中赋值该变量
/* 0-显示2张图片 1-显示灰度图片 3-显示图片采样
/* 2 4 8 16 32 64-不同量化等级量化图片
/*************************************************************/
int level = 0;
//****************显示BMP格式图片****************//
void CImageProcessingView::ShowBitmap(CDC *pDC, CString BmpName)
{
....
}

第三步：修改ImageProcessingView.cpp中OnFileOpen()函数，添加临时变量名和显示一张图片标志变量。代码如下：

//****************打开文件****************//
void CImageProcessingView::OnFileOpen()
{
CString filter;
filter="所有文件(*.bmp,*.jpg,*.gif)|*.bmp;*.jpg| BMP(*.bmp)|*.bmp| JPG(*.jpg)|*.jpg||";
CFileDialog dlg(TRUE,NULL,NULL,OFN_HIDEREADONLY,filter,NULL);
if( dlg.DoModal() == IDOK )
{
BmpName = dlg.GetPathName();
BmpNameLin = "picture.bmp"; //临时变量名
numPicture=1; //显示一张图片
EntName = dlg.GetFileExt();
EntName.MakeLower();
Invalidate();
}
}

第四步：将视图切换到ResourceView界面，选中Menu->在IDR_MAINFRAME中添加菜单”显示“，双击它在菜单属性中选择”弹出“。在”显示“的子菜单中添加：
双图显示--ID_SHOW_TWO(ID)--默认属性
灰度图片--ID_SHOW_HD(ID)--默认属性

第五步：点击"查看"->"建立类向导"(Ctrl+W)，选择CImageProcessing类，然后ID_SHOW_TWO，双击COMMAND(Message)，生成默认成员函数。

在XXXView.cpp中实现OnShowTwo()函数，代码如下：

//****************显示两张图片****************//
void CImageProcessingView::OnShowTwo()
{
//如果没有导入图片直接点击双显提示错误
if(numPicture==0)
{
AfxMessageBox("载入图片后才能显示2张图片!");
return;
}
AfxMessageBox("显示两张图片!",MB_OK,0);
numPicture = 2; //全局变量显示两图
level =0; //level=0双显
Invalidate(); //调用Invalidate 每秒调用一次OnDraw画图
}

第六步：同上面相同的方法，"查看"->”建立类向导“->ID_SHOW_HD(ID)->COMMAND(Message)，默认成员函数名。在XXXView.cpp添加代码如下：

/********************************************************************************************/
/* 祥见http://blog.csdn.net/xiakq/article/details/2956902有详细的灰度算法
/* 其中24位的图片灰度时,采用如下算法:
/* 1.平均值算法 R=G=B=(R+G+B)/3
/* 2.快速算法 R=G=B=(R+G+B+128)/4>>2
/* 3.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
/* 4.精确加权平均值算法 R=G=B=R*0.299+G*0.587+B0.144
/********************************************************************************************/
//**灰度图像就是 R=G=B且为三者的1/3 level=1时灰度图像**//
void CImageProcessingView::OnShowHd()
{
if(numPicture==0)
{
AfxMessageBox("载入图片后才能灰度图片!",MB_OK,0);
return;
}
AfxMessageBox("灰度图像!",MB_OK,0);
//打开临时的图片
FILE *fpo = fopen(BmpName,"rb");
FILE *fpw = fopen(BmpNameLin,"wb+");
//读取文件
fread(&bfh,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fpo);
fread(&bih,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fpo);
fwrite(&bfh,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fpw);
fwrite(&bih,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fpw);
//灰度图像
unsigned char color;
unsigned char red,green,blue;
/********************************************************************/
/* 注意：原来下面所有操作都是for( i=0; i<m_nWidth*m_nHeight; i++ )
/* 后发现如果图片最后一行没有完整的一行数据，会出现图像变多或变少
/* 但图像的总像素为m_nImage，如果是m_nImage/3就可以保证所有像素都有
/********************************************************************/
for(int i=0; i < m_nImage/3; i++ )
{
fread(&red,sizeof(char),1,fpo);
fread(&green,sizeof(char),1,fpo);
fread(&blue,sizeof(char),1,fpo);
color=(red+green+blue)/3;
red=color;
green=color;
blue=color;
fwrite(&red,sizeof(char),1,fpw);
fwrite(&green,sizeof(char),1,fpw);
fwrite(&blue,sizeof(char),1,fpw);
}
fclose(fpo);
fclose(fpw);
numPicture = 2;
level=1;
Invalidate();
}

第七步：修改ShowBitmap()函数中双显部分，添加如下代码：

//****************显示BMP格式图片****************//
void CImageProcessingView::ShowBitmap(CDC *pDC, CString BmpName)
{
....
/**
* 面代码为后面显示第二张图片
*/
if(numPicture==2) {
//显示图片函数LoadImage
HBITMAP m_hBitmapChange;
if(level==0) //显示2张图 BmpNameLin原图
{
m_hBitmapChange = (HBITMAP) LoadImage(NULL,BmpName,IMAGE_BITMAP,0,0,
LR_LOADFROMFILE|LR_DEFAULTSIZE|LR_CREATEDIBSECTION);
}
else
if(level==1) //灰度图片 BmpNameLin临时图片
{
m_hBitmapChange = (HBITMAP) LoadImage(NULL,BmpNameLin,IMAGE_BITMAP,0,0,
LR_LOADFROMFILE|LR_DEFAULTSIZE|LR_CREATEDIBSECTION);
}
if( m_bitmap.m_hObject ) {
m_bitmap.Detach(); //m_bitmap为创建的位图对象
}
m_bitmap.Attach(m_hBitmapChange);
//定义并创建一个内存设备环境
CDC dcBmp;
if( !dcBmp.CreateCompatibleDC(pDC) ) //创建兼容性的DC
return;
BITMAP m_bmp; //临时bmp图片变量
m_bitmap.GetBitmap(&m_bmp); //将图片载入位图中
CBitmap *pbmpOld = NULL;
dcBmp.SelectObject(&m_bitmap); //将位图选入临时内存设备环境
//如果图片太大显示大小为固定640*640 否则显示原图大小
if(m_nDrawWidth<650 && m_nDrawHeight<650)
pDC->StretchBlt(m_nWindowWidth-m_nDrawWidth,0,
m_nDrawWidth,m_nDrawHeight,&dcBmp,0,0,m_bmp.bmWidth,m_bmp.bmHeight,SRCCOPY);
else
pDC->StretchBlt(m_nWindowWidth-640,0,640,640,&dcBmp,0,0,
m_bmp.bmWidth,m_bmp.bmHeight,SRCCOPY);
//恢复临时DC的位图
dcBmp.SelectObject(pbmpOld);
}
}

双显和灰度运行效果如下图所示：

四. 图片量化处理

（参考我的文库：http://wenku.baidu.com/view/80b18961f5335a8102d220a0）

1.量化基本概念

图像数字化包括量化和取样两个过程，其中：
量化：幅值f(x,y)的离散化，f(x,y)表示静止灰度图像的空间坐标
取样：对空间连续坐标(x,y)的离散化
一幅行数为M、列数为N的图像大小为M×N的矩阵形式为：(其中矩阵中每个元素代表一个像素)

该工程所有的处理都基于24位的bmp格式图片的处理，24为表示biBitCount=24，1个像素占3个字节(red、green、blue)。

如图量化级不同产生的灰度也不同，量化是使连续信号的幅度用有限级的数码表示的过程。
量化等级=2：使用2种灰度级(0~255)表示图片，小于128的取0，大于等于128的取128。把位图数据块所有数据在临时图片中取值，在显示即可。
量化等级=4：使用4种灰度级显示图片，就会发现图片分层为4种颜色。同时，0-64区间取0，64-128区间取64，128-192区间取128,192-255区间取192。
量化的取值各不相同，我采用的是最简单的取值。其它方法可自己去查阅资料。

2.量化处理源码

第一步：设置菜单栏。将试图切换到ResourceView界面--选中Menu--在IDR_MAINFRAME中添加菜单“量化”--双击它在菜单属性中选择“弹出”。在“显示”的子菜单中添加:属性为默认属性。
量化 Level 2--ID_LH_2 量化 Level 4--ID_LH_4
量化 Level 8--ID_LH_8 量化 Level 16--ID_LH_16
量化 Level 32--ID_LH_32 量化 Level 64--ID_LH_64

第二步：建立类向导。查看->建立类导向(Ctrl+W)->CXXXView(类名)->ID_LH_2->COMMAND(Messages)->默认成员函数名。相同方法分别为量化等级2、4、8、16、32、64建立类导向。

第三步：在ImageProcessingView.cpp中编辑灰度函数。代码如下：
核心流程是打开两张图片原图(BmpName)和临时图片(BmpNameLin)，然后读取原图信息头赋值给临时处理图片，在读取原图m_nImage整个像素矩阵，量化处理每个像素（即分等级量化），最后文件写量化后的像素矩阵给BmpNameLin，在赋值全局变量level\numPicture和调用Invalidate()重绘图像即可。

//****************量化量化等级为2****************//
void CImageProcessingView::OnLh2()
{
if(numPicture==0) {
AfxMessageBox("载入图片后才能量化!",MB_OK,0);
return;
}
AfxMessageBox("量化等级Level=2!",MB_OK,0);
//打开临时的图片
FILE *fpo = fopen(BmpName,"rb");
FILE *fpw = fopen(BmpNameLin,"wb+");
//读取文件
fread(&bfh,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fpo);
fread(&bih,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fpo);
fwrite(&bfh,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fpw);
fwrite(&bih,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fpw);
//malloc只能申请4字节的空间
m_pImage=(BYTE*)malloc(m_nImage);
fread(m_pImage,m_nImage,1,fpo);
//等级2量化
for(int i=0; i<m_nImage; i++ ) {
//24位的为调色板为真彩图 Red Green Blue 为3字节
//量化等级为2取中间值为 64 和 192
if(m_pImage[i]<128) {
m_pImage[i]=0;
}
else if(m_pImage[i]>=128) {
m_pImage[i]=128;
}
}
fwrite(m_pImage,m_nImage,1,fpw);
fclose(fpo);
fclose(fpw);
numPicture = 2;
level=2;
Invalidate();
}
//****************量化量化等级为4****************//
void CImageProcessingView::OnLh4()
{
if(numPicture==0) {
AfxMessageBox("载入图片后才能量化!",MB_OK,0);
return;
}
AfxMessageBox("量化等级Level=4!",MB_OK,0);
//打开临时的图片
FILE *fpo = fopen(BmpName,"rb");
FILE *fpw = fopen(BmpNameLin,"wb+");
fread(&bfh,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fpo);
fread(&bih,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fpo);
fwrite(&bfh,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fpw);
fwrite(&bih,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fpw);
m_pImage=(BYTE*)malloc(m_nImage);
fread(m_pImage,m_nImage,1,fpo);
//等级4量化
for(int i=0; i<m_nImage; i++ ) {
if(m_pImage[i]<64) {
m_pImage[i]=0;
}
else if( (m_pImage[i]>=64) && (m_pImage[i]<128) ) {
m_pImage[i]=64;
}
else if( (m_pImage[i]>=128) && (m_pImage[i]<192) ) {
m_pImage[i]=128;
}
else if(m_pImage[i]>=192) {
m_pImage[i]=192;
}
}
fwrite(m_pImage,m_nImage,1,fpw);
fclose(fpo);
fclose(fpw);
numPicture = 2;
level=4;
Invalidate();
}
//****************量化量化等级为8****************//
void CImageProcessingView::OnLh8()
{
if(numPicture==0) {
AfxMessageBox("载入图片后才能量化!",MB_OK,0);
return;
}
AfxMessageBox("量化等级Level=8!",MB_OK,0);
//打开临时的图片读取文件
FILE *fpo = fopen(BmpName,"rb");
FILE *fpw = fopen(BmpNameLin,"wb+");
fread(&bfh,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fpo);
fread(&bih,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fpo);
fwrite(&bfh,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fpw);
fwrite(&bih,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fpw);
//malloc只能申请4字节的空间（未知）
m_pImage=(BYTE*)malloc(m_nImage);
fread(m_pImage,m_nImage,1,fpo);
//等级8量化
for(int i=0; i<m_nImage; i++ ) {
if(m_pImage[i]<32) {
m_pImage[i]=0;
}
else if( (m_pImage[i]>=32) && (m_pImage[i]<64) ) {
m_pImage[i]=32;
}
else if( (m_pImage[i]>=64) && (m_pImage[i]<96) ) {
m_pImage[i]=64;
}
else if( (m_pImage[i]>=96) && (m_pImage[i]<128) ) {
m_pImage[i]=96;
}
else if( (m_pImage[i]>=128) && (m_pImage[i]<160) ) {
m_pImage[i]=128;
}
else if( (m_pImage[i]>=160) && (m_pImage[i]<192) ) {
m_pImage[i]=160;
}
else if( (m_pImage[i]>=192) && (m_pImage[i]<224) ) {
m_pImage[i]=192;
}
else if(m_pImage[i]>=224) {
m_pImage[i]=224;
}
}
fwrite(m_pImage,m_nImage,1,fpw);
fclose(fpo);
fclose(fpw);
numPicture = 2;
level=8;
Invalidate();
}
//****************量化量化等级为16****************//
void CImageProcessingView::OnLh16()
{
if(numPicture==0) {
AfxMessageBox("载入图片后才能量化!",MB_OK,0);
return;
}
AfxMessageBox("量化等级Level=16!",MB_OK,0);
int i,j;
//打开临时的图片
FILE *fpo = fopen(BmpName,"rb");
FILE *fpw = fopen(BmpNameLin,"wb+");
fread(&bfh,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fpo);
fread(&bih,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fpo);
fwrite(&bfh,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fpw);
fwrite(&bih,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fpw);
m_pImage=(BYTE*)malloc(m_nImage);
fread(m_pImage,m_nImage,1,fpo);
for( i=0; i<m_nImage; i++ ) {
j=16;
while(j<=256)
{
if(m_pImage[i]<j)
{
if(m_pImage[i]<16)
m_pImage[i]=0;
else
m_pImage[i]=j-16;
break;
}
else j+=16;
}
}
fwrite(m_pImage,m_nImage,1,fpw);
fclose(fpo);
fclose(fpw);
numPicture = 2;
level=16;
Invalidate();
}
//****************量化量化等级为32****************//
void CImageProcessingView::OnLh32()
{
if(numPicture==0) {
AfxMessageBox("载入图片后才能量化!",MB_OK,0);
return;
}
AfxMessageBox("量化等级Level=32!",MB_OK,0);
int i,j;
//打开临时的图片
FILE *fpo = fopen(BmpName,"rb");
FILE *fpw = fopen(BmpNameLin,"wb+");
//读取文件
fread(&bfh,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fpo);
fread(&bih,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fpo);
fwrite(&bfh,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fpw);
fwrite(&bih,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fpw);
m_pImage=(BYTE*)malloc(m_nImage);
fread(m_pImage,m_nImage,1,fpo);
//等级32化
for( i=0; i<m_nImage; i++ )
{
j=8;
while(j<=256)
{
if(m_pImage[i]<j)
{
if(m_pImage[i]<8)
m_pImage[i]=0;
else
m_pImage[i]=j-8;
break;
}
else j+=8;
}
}
fwrite(m_pImage,m_nImage,1,fpw);
fclose(fpo);
fclose(fpw);
numPicture = 2;
level=32;
Invalidate();
}
//****************量化量化等级为64****************//
void CImageProcessingView::OnLh64()
{
if(numPicture==0) {
AfxMessageBox("载入图片后才能量化!",MB_OK,0);
return;
}
AfxMessageBox("量化等级Level=64!",MB_OK,0);
int i,j;
//打开临时的图片
FILE *fpo = fopen(BmpName,"rb");
FILE *fpw = fopen(BmpNameLin,"wb+");
//读取文件
fread(&bfh,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fpo);
fread(&bih,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fpo);
fwrite(&bfh,sizeof(BITMAPFILEHEADER),1,fpw);
fwrite(&bih,sizeof(BITMAPINFOHEADER),1,fpw);
m_pImage=(BYTE*)malloc(m_nImage);
fread(m_pImage,m_nImage,1,fpo);
//等级64量化
for( i=0; i<m_nImage; i++ )
{
j=4;
while(j<=256)
{
if(m_pImage[i]<j)
{
if(m_pImage[i]<16)
m_pImage[i]=0;
else
m_pImage[i]=j-4;
break;
}
else j+=4;
}
}
fwrite(m_pImage,m_nImage,1,fpw);
fclose(fpo);
fclose(fpw);
numPicture = 2;
level=64;
Invalidate();
}

第四步：修改ShowBitmap()函数，显示量化处理。添加如下代码：

if(level==0) //显示2张图 BmpNameLin原图
{
m_hBitmapChange = (HBITMAP) LoadImage(NULL,BmpName,IMAGE_BITMAP,0,0,
LR_LOADFROMFILE|LR_DEFAULTSIZE|LR_CREATEDIBSECTION);
}
else
if(level==1) //灰度图片 BmpNameLin临时图片
{
m_hBitmapChange = (HBITMAP) LoadImage(NULL,BmpNameLin,IMAGE_BITMAP,0,0,
LR_LOADFROMFILE|LR_DEFAULTSIZE|LR_CREATEDIBSECTION);
}
else //量化2
if(level==2)
{
m_hBitmapChange = (HBITMAP) LoadImage(NULL,BmpNameLin,IMAGE_BITMAP,0,0,
LR_LOADFROMFILE|LR_DEFAULTSIZE|LR_CREATEDIBSECTION);
}
else //量化4
if(level==4)
{
m_hBitmapChange = (HBITMAP) LoadImage(NULL,BmpNameLin,IMAGE_BITMAP,0,0,
LR_LOADFROMFILE|LR_DEFAULTSIZE|LR_CREATEDIBSECTION);
}
else //量化8
if(level==8)
{
m_hBitmapChange = (HBITMAP) LoadImage(NULL,BmpNameLin,IMAGE_BITMAP,0,0,
LR_LOADFROMFILE|LR_DEFAULTSIZE|LR_CREATEDIBSECTION);
}
else //量化16
if(level==16)
{
m_hBitmapChange = (HBITMAP) LoadImage(NULL,BmpNameLin,IMAGE_BITMAP,0,0,
LR_LOADFROMFILE|LR_DEFAULTSIZE|LR_CREATEDIBSECTION);
}
else //量化32
if(level==32)
{
m_hBitmapChange = (HBITMAP) LoadImage(NULL,BmpNameLin,IMAGE_BITMAP,0,0,
LR_LOADFROMFILE|LR_DEFAULTSIZE|LR_CREATEDIBSECTION);
}
else //量化64
if(level==64)
{
m_hBitmapChange = (HBITMAP) LoadImage(NULL,BmpNameLin,IMAGE_BITMAP,0,0,
LR_LOADFROMFILE|LR_DEFAULTSIZE|LR_CREATEDIBSECTION);
}

运行效果如下图，当量化Level=2时很明显的两种灰度颜色，Level=4有4种颜色。

五. 图像采样功能

(参考我的文库：http://wenku.baidu.com/view/b3ef4e1f964bcf84b9d57baf)

1.图像采样概念

该工程所有的处理都基于24位的bmp格式图片的处理，24为表示biBitCount=24，1个像素占3个字节(red、green、blue)。如图一张512*512的原图，保持灰度级256不变后的各种采样。输入采样坐标：如16*16，它的含义是原图512*512像素，现在组成一个新的图片为16*16像素，(512/16=32,512/16=32)则每32*32组成一个新的区域。共有这种区域16*16个，采样的方法有2种：
a.把这个32*32区域全部赋值成左上角那个像素，这样图片的大小不变，困难在于赋值要4层循环。(项目中采用的就是这种方法)
b.把这个32*32区域的左上角取出来，组成一个新的图片，共有16*16个像素，这张图片的大小要变小，只有16*16个像素。但难点在于同时要把bmp文件头中的图片大小、信息头中的长宽像素改变、偏移量等信息更新。

又如下图所示：
原图8*8的矩阵要处理成3*3的矩阵，则循环先处理第一二行，①②④⑤为3*3处理，去左上角的RGB，③⑥为2*3的处理；重点是原图读取一维数组需要转成二维数组赋值处理；最后再处理最后一行数据。采样中公式为：
  //获取填充颜色相当于一次读取一个像素的RGB值再乘3跳3个字节
red=m_pImage[(X+Y*m_nWidth)*3];
green=m_pImage[(X+Y*m_nWidth)*3+1];
blue=m_pImage[(X+Y*m_nWidth)*3+2];
  //填出图像循环小区域中的长宽循环
  //(X+Y*m_nWidth)*3跳到该小区域再赋值3*3小区域的RGB 同一区域RGB相同
m_pImage[(X+Y*m_nWidth)*3+m+n*m_nWidth*3]=red; m++;
m_pImage[(X+Y*m_nWidth)*3+m+n*m_nWidth*3]=green; m++;
m_pImage[(X+Y*m_nWidth)*3+m+n*m_nWidth*3]=blue; m++;

PS:难点是还未处理剩余部分的采样。

2.图像采样代码

第一步：设置菜单栏
a.将视图切换到ResourceView界面--选中Menu--在IDR_MAINFRAME中添加菜单“采样”--双击它在菜单属性中选择“弹出”；
b.在“采样”的子菜单中添加:属性为默认属性。ID_CY--图片采样。
c.建立类导向:查看--建立类导向(Ctrl+W)--CImageProcessingView(类名)--ID_CY--COMMAND(Messages)--默认成员函数名。生成void CImageProcessingView::OnCy()采样函数。
第二步：设置采样对话框
a.将试图切换到ResourceView界面--选中Dialog,右键鼠标新建一个Dialog，并新建一个名为IDD_DIALOG_CY。编辑框(X)IDC_EDIT_CYX 和 (Y)IDC_EDIT_CYY，确定为默认按钮。设置成下图对话框：