C语言实现bmp图像对比度扩展

假设有一幅图，由于成象时光照不足，使得整幅图偏暗(例如，灰度范围从0到63)；或者成象时光照过强，使得整幅图偏亮(例如，灰度范围从200到255)，我们称这些情况为低对比度，即灰度都挤在一起，没有拉开。灰度扩展的意思就是把你所感性趣的灰度范围拉开，使得该范围内的象素，亮的越亮，暗的越暗，从而达到了增强对比度的目的。

我们可以用下图来说明对比度扩展(contrast stretching)的原理：

图中的横坐标gold表示原图的灰度值，纵坐标gnew表示gold经过对比度扩展后得到了新的灰度值。a,b,c为三段直线的斜率，因为是对比度扩展，所以斜率b>1。g1old和g2old表示原图中要进行对比度扩展的范围，g1new和g2new表示对应的新值。用公式表示为：

实现代码：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#pragma pack(1)   //全紧凑模式

typedef struct {
 unsigned char bftype[2];
 unsigned int bfsize;
 unsigned short bfreserved1;
 unsigned short bfreserved2;
 unsigned int bfoffbits;
}bitmapfileheader;

typedef struct {
 unsigned int bisize;
 unsigned int biwidth;
 unsigned int biheight;
 unsigned short biplanes;
 unsigned short bibitcount;
 unsigned int bicompression;
 unsigned int bisizeimage;
 unsigned int bixpixpermeter;
 unsigned int biypixpermeter;
 unsigned int biclrused;
 unsigned int biclrimportant;
}bitmapinfoheader;


typedef struct{
 unsigned char rgbblue;
 unsigned char rgbgreen;
 unsigned char rgbred;
 unsigned char rgbreserved;

}rgbquad;

typedef struct{
 bitmapfileheader bfheader;
 bitmapinfoheader biheader;
 rgbquad palette[256];
 unsigned char *imgdata;
}bmp;

int main(){
 file *fp;
 if((fp=fopen("d:\temp\\test_gray.bmp","rb"))==null){
  perror("can not open file!");
  return -1;
 }
 //读入彩色bmp图像文件头，信息头和图像数据
 bitmapfileheader bfheader;
 fread(&bfheader,14,1,fp);
 bitmapinfoheader biheader;
 fread(&biheader,40,1,fp);
 int imsize=biheader.bisizeimage;
 int width=biheader.biwidth;
 int height=biheader.biheight;
 int bitcount=biheader.bibitcount;
 int linebytes=(width*bitcount+31)/32*4;
 
 fseek(fp,bfheader.bfoffbits,seek_set);
 unsigned char*imagedata=(unsigned char*)malloc(imsize*sizeof(unsigned char));
 fread(imagedata,imsize*sizeof(unsigned char),1,fp); 
 fclose(fp);

 bmp b;
 memcpy(&(b.bfheader),&bfheader,sizeof(bfheader));
 memcpy(&(b.biheader),&biheader,sizeof(biheader));
 b.imgdata=(unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char)*imsize);
 memset(b.imgdata,0,sizeof(unsigned char)*imsize);
 for(int i=0;i<256;i++){
  b.palette[i].rgbblue=i;
  b.palette[i].rgbgreen=i;
  b.palette[i].rgbred=i;
 }
 
 int i,j,temp;
 double m=1.5,g1=100.0,g2=200.0; //m在这里对应斜率b，因为“b”这个符号被bmp图像结构名占了
 double a=(255.0-m*(g2-g1))/(255.0-(g2-g1));
 for(i=0;i<height;i++){
  for(j=0;j<width;j++){
   temp=imagedata[linebytes*i+j];
   if(temp<g1)
    b.imgdata[linebytes*i+j]=(unsigned char)(a*temp);
   else if(temp<g2)
    b.imgdata[linebytes*i+j]=(unsigned char)(g1+m*(temp-g1));
   else 
    b.imgdata[linebytes*i+j]=(unsigned char)(g2+a*(temp-g2));

  }
 }
 
 char savepath[]="d:\temp\\save_test.bmp";
 file *f_save=fopen(savepath,"wb");
 if(f_save==null){
  perror("can not open file!");
  return -2;
 }

 fwrite(&b.bfheader,sizeof(bitmapfileheader),1,f_save);
 fwrite(&b.biheader,sizeof(bitmapinfoheader),1,f_save);
 fwrite(&b.palette,1024,1,f_save);
 fwrite(b.imgdata,sizeof(unsigned char)*b.biheader.bisizeimage,1,f_save);
 fclose(f_save);
 
 free(imagedata);
 free(b.imgdata);
 getchar();
 return 0;
}

代码效果：

原图像：

灰度（100-200）扩展图像：

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。