继直方图规定化后的研究

由于直方图规定化是根据两张图片的累计直方图进行图像的处理。对于这个处理过程，我尝试了很图像进行替换色系，但是没有找到一个相对合适案例，来体现直方图规定化这个算法的精妙之处。在多次尝试中，我发现一个灰度图像（原图）和一个彩色图像（规定化图）进行直方图规定化处理后，就会得到一个彩色的图像。

我的发现

我们都知道，灰度图像转换为彩色图形，一般情况下都是假彩色。如何将一个灰度图像进行还原成原本的彩色图像，那就是我们需要获得彩色图像的直方图。

创新之处

我利用彩色图像，生成一个色条，该色条与宽度无关。也就是说，我用 1 个像素宽，n 个像素长的有颜色的色条，就可以储存该图像的直方图。通过该色条与一张灰度图像，使用直方图规定化算法就可以将彩色图像还原出来。

具体的用处

1. 一种新的图像储存方式，使得图像的存储空间更小。
2. 作为直方图规定化的后续研究提供另一种思路。
3. 解决一些需要由灰度图像转换为彩色图像的便捷方式。

直方图规定化说明

简单说明一下直方图，就是对图像的像素值的个数进行统计，然后分别计算出每一种像素值所占所有像素数量（图像大小）的比例。累计直方图就是将统计起来算好的比例依次累加。举个例子，当像素值为 1 时它所占得比例所对应的累计比例就是它本身。而像素值为 2 时它的累计比例就是像素值为 1 时的比例加上像素值为 2 时的比例。依次类推，像素值为 255 时，所对应的累计比例为 1。

直方图规定化的操作就是计算两张图片的累计直方图，然后进行对应的计算，将一个图片的色系替换给另一个图片。（个人理解，仅供参考）

处理图片介绍

这里我选用了一张小王子的图片作为需要处理的图片，一张不同颜色比例分布的图片。将不同颜色比例的照片的色系替换掉小王子的色系，生成一张新色系的图片。如果感兴趣，还可以尝试其他图片，不同的图片效果不同。

图片显示

图1 原图

图2 不同比例的颜色（规定化图）

图3 原图 + 规定化图 = 处理后结果

图像旋转说明

虽然在 EasyX 中有专门的图像旋转的函数，但是这个函数只是实现了图像旋转的这个功能。其中具体的旋转实现过程就像是个黑匣子一样，而且该函数旋转之后的图像显示不够完整。针对以上问题，我使用双线性内插法，实现了一个比较完整的图像旋转算法。

我对图像旋转的理解

图像旋转是宏观，而旋转的过程是微观的。我们看到的是一个图像整体的旋转，实现整体旋转的过程是每一个像素值位置的移动。

关于移动的方式，分为直接法和间接法。直接法是由原图像的像素位置去计算旋转后图像的位置，间接法是有旋转后图像的位置去反算原图的位置从而获得像素值。这里我使用的是间接法。间接法又存在一个问题，就是由旋转后图像的每一个位置反算到原图时，所在的坐标可能不是一个整数坐标。那么这个坐标我们给它的像素值就需要内插出来。

关于内插，又分为最近邻元法，双线性内插法，三次内插法。这里使用的是双线性内插法，它的算法简单来说，就是根据距离周围四个像素值的远近，离得越近，权重越大，来内插一个像素值。（个人理解，仅供参考）

示例图像

素描算法介绍

素描算法其实就是几种简单的图像处理算法，对同一张图片进行处理后，产生的一种类似素描的算法。这里简单的描述一下他的原理。

1. 彩色图像进行类似直方图均衡化处理，增强图像的对比度，使得图像的轮廓更加分明。
2. 将步骤 1 处理后的彩色图像进行灰度处理得到图像 gray。
3. 将得到的图像 gray 复制一份得到图像 gray1。
4. 将图像 gray 的像素进行取反，得到负片效果。
5. 对步骤 4 获得的图像进行高斯滤波处理。这里高斯滤波处理次数不同，最后的效果也不同。处理得到图像 guassian。
6. 图像淡化生成素描图像 sketch。

处理的图像效果

图1 原图

图2 素描算法显示

源码

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基于图形学中的 Bresenham 画圆法，设计了填充圆的实现。以下是该实现的 C 语言源码：

///////////////////////////////////////////////////
// 程序名称：基于 Bresenham 算法画填充圆
// 编译环境：Visual C++ 6.0 / 2013，EasyX 20140321(beta)
// 作　　者：yangw80 <yw80@qq.com>
// 最后修改：2014-7-14
//
#include <graphics.h>
#include <conio.h>

// 基于 Bresenham 算法画填充圆
void FillCircle_Bresenham(int x, int y, int r, COLORREF color)
{
	int tx = 0, ty = r, d = 3 - 2 * r, i;

	while( tx < ty)
	{
		// 画水平两点连线(<45度

这个程序将图片转换为马赛克效果。

算法原理：求出每个小方块内所有像素的颜色平均值，然后用来设置为该小方块的颜色。依次处理每个小方块，即可实现马赛克效果。

完整代码如下：

/////////////////////////////////////////////////////////
// 程序名称：将图片转换为马赛克效果
// 编译环境：Visual C++ 6.0 / 2010，EasyX_20200727
// 作    者：krissi <zh@easyx.cn>
// 最后修改：2013-4-22
//
#include <graphics.h>
#include <conio.h>

// 将图片转换为马赛克效果
// 参数：
//		pimg: 待处理的 IMAGE 对象指针
//		tilesize: 马赛克的尺寸
//		startx: 马赛克的平铺起始位置 x 坐标
//		starty: 马赛克的平铺起始位置 y 坐标
vo

这个程序实现将图片进行模糊处理。

本程序的模糊处理算法：遍历图片像素，将每个像素颜色值与其周围像素颜色值求和，取平均值对其赋值。

完整代码如下（注意图片文件的路径）：

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 程序名称：将图片进行模糊处理
// 编译环境：Visual C++ 6.0 ~ 2017，EasyX 20180727(beta)
// 作　　者：krissi <zh@easyx.cn>
// 发布日期：2013-1-19
// 最后修改：2018-10-5
//
#include <graphics.h>
#include <conio.h>				

// 将图片进行模糊处理
void Blur(IMAGE *pimg)
{
	DWORD*	pMem = GetImageBuffer(pimg);

	int	r, g, b

这个程序实现将图片转化成底片效果。

底片效果使用如下公式：

R = 0xFF - GetRValue(pMem[i]);
G = 0xFF - GetGValue(pMem[i]);
B = 0xFF - GetBValue(pMem[i]);

完整代码如下：

/////////////////////////////////////////////////////////
// 程序名称：底片效果
// 编译环境：Visual C++ 6.0 / 2010，EasyX_20200727
// 作    者：krissi <zh@easyx.cn>
// 最后修改：2013-1-20
//
#include <graphics.h>
#include <conio.h>

// 底片效果
void ColorInvert(IMAGE *pimg)
{	
	

这个程序实现将彩色图像转换为灰度图像。

彩色转换为灰度使用如下公式：

Gray = R * 0.299 + G * 0.587 + B * 0.114

为了提高运算速度，将这个公式转换为整数运算：

Gray = (R * 229 + G * 587 + B * 114 + 500) / 1000

为了提高运算速度的方法还有很多，这里作为演示，不再详述。
完整代码如下：

/////////////////////////////////////////////////////////
// 程序名称：彩色图片转换为灰阶图片
// 编译环境：Visual C++ 6.0 / 2010，EasyX 20130322(beta)
// 作    者：krissi <zh@easyx.cn>
// 最后修改：2013-1