最近一直在看VC++有關(guān)圖像處理方面的書(shū)，終于把以前一直混淆的幾個(gè)概念、結(jié)構(gòu)和類(lèi)弄清楚了，特整理如下。如有錯(cuò)誤，請(qǐng)大家批評(píng)指正，不勝感激。下一步想好好學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)OpenCV，希望也能總結(jié)點(diǎn)東西。

一、DDB與DIB位圖

　　一個(gè)Windows的位圖實(shí)際上是一些和顯示像素相對(duì)應(yīng)的位陣列，它有兩種類(lèi)型：一種稱(chēng)之為GDI(Graphic Device Interface)位圖，另一種是DIB位圖(Device-Independent Bitmap)。

　　GDI位圖包含了一種和Windows的GDI模塊有關(guān)的Windows數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是與設(shè)備有關(guān)的，故此位圖又稱(chēng)為DDB位圖(Device-Dependent Bitmap)。當(dāng)用戶(hù)的程序取得位圖數(shù)據(jù)信息時(shí)，其位圖顯示方式視顯示卡而定。由于GDI位圖的這種設(shè)備依賴(lài)性，當(dāng)位圖通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到另一臺(tái)PC，很可能就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

　　DIB比GDI位圖有很多編程優(yōu)勢(shì)，例如它自帶顏色信息，從而使調(diào)色板管理更加容易。且任何運(yùn)行Windows的機(jī)器都可以處理DIB，并通常以后綴為.BMP的文件形式被保存在磁盤(pán)中或作為資源存在于程序的EXE或DLL文件中。

二、CBitmap類(lèi)、BITMAP結(jié)構(gòu)

　　CBitmap類(lèi)繼承自CGdiObject，是封裝了圖形設(shè)備接口（GDI）的位圖，提供成員函數(shù)來(lái)操縱位圖。要使用一個(gè)CBitmap對(duì)象，構(gòu)造該對(duì)象，用初始化成員函數(shù)之一把一個(gè)位圖句柄連接到該對(duì)象，然后調(diào)用該對(duì)象的成員函數(shù)。

　　CBitmap類(lèi)主要用于處理DDB位圖，封裝了與DDB位圖操作函數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作函數(shù)。結(jié)構(gòu)體BITMAP定義了DDB位圖的類(lèi)型、寬度、高度、顏色和像素值，其定義如下：

typedef struct _tagBITMAP???????
{
LONG????????? bmType ;????????????????????? // set to 0???????
LONG????????? bmWidth ;???????????????????? // width in pixels???????
LONG????????? bmHeight ;?????????????????? // height in pixels???????
LONG????????? bmWidthBytes ;??????????????? // width of row in bytes???????
WORD???????? bmPlanes ;??????????????????? // number of color planes???????
WORD???????? bmBitsPixel ;???????????????? // number of bits per pixel???????
LPVOID?????? bmBits ;???????????????????????????? // pointer to pixel bits???????
}???????
BITMAP, * PBITMAP ;

　　而CBitmap的LoadBitmap、CreateCompatibleBitmap、SetBitmapBits、GetBitmap等成員函數(shù)則定義了對(duì)DDB位圖的裝載、創(chuàng)建、設(shè)定位值和屬性查詢(xún)等操作。

　　創(chuàng)建或裝入內(nèi)存的位圖必須用CDC::SelectObject函數(shù)來(lái)將其選入設(shè)備上下文中，然后用CDC的BitBlt或StretchBlt函數(shù)顯示出來(lái)，這兩個(gè)函數(shù)的原型如下：

BOOL BitBlt(int x, int y, int nWith, int nHeight, CDC* pSrcDC, int xSrc, int ySrc, DWORD dwRop);

　　該函數(shù)把源設(shè)備上下文中的位圖復(fù)制到本身的設(shè)備上下文中，兩個(gè)設(shè)備下下文可以是內(nèi)存設(shè)備下下文，也可以是同一個(gè)設(shè)備上下文。

三、Image類(lèi)和Bitmap類(lèi)

　　在VC++.NET中，GDI+的Image類(lèi)封裝了對(duì)BMP、GIF、JPEG、PNG、TIFF、WMF(Windows元文件)和EMF(增強(qiáng)WMF)圖像文件的調(diào)入、顯示、格式轉(zhuǎn)換以及簡(jiǎn)單處理(如縮放、旋轉(zhuǎn)、拉伸等)的功能。而Bitmap類(lèi)（注意不是結(jié)構(gòu)BITMAP）是從Image類(lèi)繼承的一個(gè)圖像（另一個(gè)從Image繼承的類(lèi)是Metafile類(lèi)），它封裝了Windows位圖操作的常用功能。例如，Bitmap::SetPixel和Bitmap::GetPixel分別用來(lái)對(duì)位圖進(jìn)行讀寫(xiě)像素操作，從而可以為圖像的柔化和銳化處理提供一種可能。這些功能和MFC的新類(lèi)CImage功能基本一樣，如果僅用于圖像的讀取與顯示，用Bitmap類(lèi)或Image類(lèi)是不錯(cuò)的選擇，如果是做圖像處理，則CImage可能更符合MFC程序員的編程習(xí)慣。

四、CImage類(lèi)

　　CImage類(lèi)是VC++.NET中MFC和ATL共享的新類(lèi)，它能從外部磁盤(pán)中調(diào)入一個(gè)JPEG、GIF、BMP和PNG格式的圖像文件加以顯示，而且這些文件格式可以相互轉(zhuǎn)換。

　　CImage既能處理DIB位圖也能處理非DIB位圖，但你可以?xún)H用DIB位圖來(lái)Create或CImage::Load。你也可以使用Attach把一個(gè)非DIB位圖連接給CImage對(duì)象，但你不能使用下列方法，這些方法僅支持DIB位圖：GetBits、GetColorTable、GetMaxColorTable、Entries、GetPitch、GetPixelAddress、IsIndexed、SetColorTable。要確定一個(gè)連接的位圖是否是一個(gè)DIB位圖，調(diào)用IsDibSection。

　　由于CImage在不同的Windows操作系統(tǒng)中其某些性能是不一樣的，因此在使用時(shí)要特別注意。例如，CImage::PlgBlt和CImage::MaskBlt只能在 Windows NT 4.0 或更高版本中使用，但不能運(yùn)行在Windows 95/98 應(yīng)用程序中。CImage::AlphaBlend和CImage::TransparentBlt也只能在 Windows 2000/98或其更高版本中使用。即使在Windows 2000運(yùn)行程序還必須將stdafx.h文件中的WINVER和_WIN32_WINNT的預(yù)定義修改成0x0500才能正常使用。 CImage可以在MFC或ATL中使用。當(dāng)使用CImage創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目時(shí)，必須包含atlimage.h文件。

　　CImage封裝了DIB(設(shè)備無(wú)關(guān)位圖)的功能，因而可以讓我們能夠處理每個(gè)位圖像素。

　　CImage提供了HBITMAP操作符，因此HBITMAP為參數(shù)的地方，都可以用CImage來(lái)替代。

五、傳統(tǒng)的VC++中的圖像處理方法與VC++.NET中的圖像處理方法

　　由于DIB圖不依賴(lài)于具體設(shè)備，因此可以用來(lái)永久性地保存圖象。DIB一般是以*.BMP文件的形式保存在磁盤(pán)中的，有時(shí)也會(huì)保存在*.DIB文件中。運(yùn)行在不同輸出設(shè)備下的應(yīng)用程序可以通過(guò)DIB來(lái)交換圖象。因而在數(shù)字圖象處理中會(huì)經(jīng)常用到DIB位圖。DIB還可以用一種RLE算法來(lái)壓縮圖像數(shù)據(jù)，但一般來(lái)說(shuō)DIB是不壓縮的。

　　在VC++.net之前MFC未提供現(xiàn)成的類(lèi)來(lái)封裝DIB，這給MFC用戶(hù)帶來(lái)很多不便。因?yàn)橛脩?hù)要想使用DIB，首先應(yīng)該了解DIB的結(jié)構(gòu)。

　　在內(nèi)存中，一個(gè)完整的DIB由兩部分組成：一個(gè)BITMAPINFO結(jié)構(gòu)和一個(gè)存儲(chǔ)像素陣列的數(shù)組。BITMAPINFO描述了位圖的大小，顏色模式和調(diào)色板等各種屬性，其定義為 typedef struct tagBITMAPINFO {
??? BITMAPINFOHEADER bmiHeader;
??? RGBQUAD bmiColors[1]; //顏色表
} BITMAPINFO;

RGBQUAD結(jié)構(gòu)用來(lái)描述顏色，其定義為
typedef struct tagRGBQUAD {
BYTE???? rgbBlue; //藍(lán)色的強(qiáng)度
BYTE???? rgbGreen; //綠色的強(qiáng)度
BYTE???? rgbRed; //紅色的強(qiáng)度
BYTE???? rgbReserved; //保留字節(jié)，為0
} RGBQUAD;

注意，RGBQUAD結(jié)構(gòu)中的顏色順序是BGR，而不是平常的RGB。

BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu)包含了DIB的各種信息，其定義為
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{
DWORD???? biSize; //該結(jié)構(gòu)的大小
LONG???? biWidth; //位圖的寬度(以像素為單位)
LONG???? biHeight; //位圖的高度(以像素為單位)
WORD???? biPlanes; //必須為1
WORD???? biBitCount //每個(gè)像素的位數(shù)(1、4、8、16、24或32)
DWORD???? biCompression; //壓縮方式，一般為0或BI_RGB (未壓縮)
DWORD???? biSizeImage; //以字節(jié)為單位的圖象大小(僅用于壓縮位圖)
LONG???? biXPelsPerMeter; //以目標(biāo)設(shè)備每米的像素?cái)?shù)來(lái)說(shuō)明位圖的水平分辨率
LONG???? biYPelsPerMeter; //以目標(biāo)設(shè)備每米的像素?cái)?shù)來(lái)說(shuō)明位圖的垂直分辨率
DWORD???? biClrUsed; /*顏色表的顏色數(shù)，若為0則位圖使用由biBitCount指定的最大顏色數(shù)*/
DWORD???? biClrImportant; //重要顏色的數(shù)目，若該值為0則所有顏色都重要
} BITMAPINFOHEADER;

　　與DDB不同，DIB的字節(jié)數(shù)組是從圖象的最下面一行開(kāi)始的逐行向上存儲(chǔ)的，也即等于把圖象倒過(guò)來(lái)然后在逐行掃描。另外，字節(jié)數(shù)組中每個(gè)掃描行的字節(jié)數(shù)必需是4的倍數(shù)，如果不足要用0補(bǔ)齊。

DIB可以存儲(chǔ)在*.BMP或*.DIB文件中。DIB文件是以BITMAPFILEHEADER結(jié)構(gòu)開(kāi)頭的，該結(jié)構(gòu)的定義為
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {
WORD???? bfType; //文件類(lèi)型，必須為“BM”
DWORD???? bfSize; //文件的大小
WORD???? bfReserved1; //為0
WORD???? bfReserved2; //為0
DWORD???? bfOffBits; //存儲(chǔ)的像素陣列相對(duì)于文件頭的偏移量
} BITMAPFILEHEADER;

　　緊隨該結(jié)構(gòu)的是一個(gè)BITMAPINFOHEADER結(jié)構(gòu)，然后是RGBQUAD結(jié)構(gòu)組成的顏色表(如果有的話)，文件最后存儲(chǔ)的是DIB的像素陣列。

　　DIB的顏色信息儲(chǔ)存在自己的顏色表中，程序一般要根據(jù)顏色表為DIB創(chuàng)建邏輯調(diào)色板。在輸出一幅DIB之前，程序應(yīng)該將其邏輯調(diào)色板選入到相關(guān)的設(shè)備上下文中并實(shí)現(xiàn)到系統(tǒng)調(diào)色板中，然后再調(diào)用相關(guān)的GDI函數(shù)(如::SetDIBitsToDevice或::StretchDIBits)輸出DIB。在輸出過(guò)程中，GDI函數(shù)會(huì)把DIB轉(zhuǎn)換成DDB，這項(xiàng)工作主要包括以下兩步：將DIB的顏色格式轉(zhuǎn)換成與輸出設(shè)備相同的顏色格式；將DIB像素的邏輯顏色索引轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)調(diào)色板索引?！?/p>

　　看到這么多結(jié)構(gòu)，你是不是已經(jīng)眼花繚亂了，然而更不幸的還在后面。以上說(shuō)的DIB是Windows中的DIB，還有一種DIB是OS/2 DIB，它和Windows DIB的主要區(qū)別是位圖信息結(jié)構(gòu)（信息頭和顏色表結(jié)構(gòu)）。它們的圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式是完全一樣的。在OS/2 DIB中，與WIndows DIB的BITMAPFILEHEADER、BITMAPINFOHEADER、RGBQUAD相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)分別是BITMAPCOREHEADER、BITMAPCOREINFO、和RGBTRIPLE。它們的定義分別如下：

typedef struct tagBITMAPCOREHEADER // bmch???????
{???????
DWORD???????? bcSize ;????????????? // size of the structure = 12???????
WORD????????? bcWidth ;???????????? // width of image in pixels???????
WORD????????? bcHeight ;?????????? // height of image in pixels???????
WORD????????? bcPlanes ;??????????? // = 1???????
WORD????????? bcBitCount ;????????? // bits per pixel (1, 4, 8, or 24)???????
}???????
BITMAPCOREHEADER, * PBITMAPCOREHEADER ;

typedef struct tagBITMAPCOREINFO // bmci
{???????
BITMAPCOREHEADER????? bmciHeader ;????????????????? // core-header structure???????
RGBTRIPLE???????????? bmciColors[1] ;?????????????? // color table array???????
}???????
BITMAPCOREINFO, * PBITMAPCOREINFO ;

typedef struct tagRGBTRIPLE // rgbt???????
{???????
BYTE???? rgbtBlue ;?????? // blue level???????
BYTE???? rgbtGreen ;????? // green level???????
BYTE???? rgbtRed ;??????? // red level???????
}???????
RGBTRIPLE;

　　因此再操作之前你應(yīng)該先根據(jù)BITMAPINFOHEADER的大小來(lái)判斷是哪一種DIB，然后再進(jìn)行操作。

　　由于MFC未提供一個(gè)封裝好的易用的DIB類(lèi)，用戶(hù)在使用DIB時(shí)將面臨繁重的Windows API編程任務(wù)。不信你看看Microsoft提供的MFC的DibLook例程提就知道了。所以傳統(tǒng)的圖像處理方法一般都會(huì)把這些Win32 SDK中的操作DIB位圖的APIs做一個(gè)封裝，作為一個(gè)通用的類(lèi)來(lái)使用，以減少后續(xù)算法編寫(xiě)中的編程負(fù)擔(dān)。

　　VC++.NET提供了多種常用圖像文件格式(如BMP、TIF、GIF、JPEG與PNG等)的輸入/輸出模塊，ATL中的CImage類(lèi)極大地簡(jiǎn)化了圖像數(shù)據(jù)的操作，因此VC++.NET中的圖像處理應(yīng)以CImage為基礎(chǔ)。
　　現(xiàn)在市面上有一些冠名教用VC++.NET做圖像處理的書(shū)，但是編程方法還是老的一套,沒(méi)有跳出設(shè)備相關(guān)位圖(DDB)與設(shè)備無(wú)關(guān)位圖(DIB)概念的條框,編程方法比較復(fù)雜、繁瑣、低效。用VC++.NET環(huán)境做圖像處理，應(yīng)該以CImage類(lèi)為基礎(chǔ),完全跳出DDB、DIB概念的條框，才能使得處理方法返樸歸真，大為簡(jiǎn)化。