02360635 鄭瑞銘 Homework 2

直方圖

直方圖所要做的事情是統計一張圖片的藍、綠、紅，各色彩從0到255的使用量，所以我宣告了以下二維陣列：

int iHistogram[3][256]; // 直方圖數據

然後用兩層for迴圈統計圖片的藍、綠、紅色彩值，最外圈代表走訪到圖片的第i列像素、內圈則走訪圖片的第i列第j排像素，藍、綠、紅色的統計依序執行。

統計用的程式碼：

// 初始化色彩統計

for (i = 0; i < 3; i++)

    for (j = 0; j < 256; j++)

        iHistogram[i][j] = 0;

for (i = 0; i < iImageHeight; i++)

{

    bPictureImageShowRow = (Byte*)imgShow->Picture->Bitmap->ScanLine[i];

    for (j = 0; j < iImageWidth; j++)

    {

        //藍色值

        iHistogram[0][ int(bPictureImageShowRow[3*j+0]) ] += 1;

        //綠色值

        iHistogram[1][ int(bPictureImageShowRow[3*j+1]) ] += 1;

        //紅色值

        iHistogram[2][ int(bPictureImageShowRow[3*j+2]) ] += 1;

    }

}

//將結果繪製出來

DrawHistogram(imgHistogram,chkRed,chkGreen,chkBlue);

繪製直方圖

繪製直方圖的部分我是將藍、綠、紅三種結果表示在同一個TImage(imgHistogram)元件內，使用三個TCheckBox(chkRed、chkGreen、chkBlue)元件來自訂輸出哪幾個顏色的統計結果。

在這裡遇到的問題是我剛開始把函式宣告成這樣：

void DrawHistogram(  );

想說四個元件都有宣告在標頭檔(Unit1.h)裡面，但是執行時它看不懂我寫在函式裡面的那四個變數名稱：imgHistogram、chkRed、chkGreen、chkBlue。

所以才將函式改寫成接收了四個元件的變數名稱，如下：

void DrawHistogram(

    TImage *imgHistogram,

    TCheckBox *chkRed,

    TCheckBox *chkGreen,

    TCheckBox *chkBlue)

{

// 畫布清空

imgHistogram->Canvas->Brush->Color = clWhite;

imgHistogram->Canvas->FillRect( Rect(0,0,imgHistogram->Width,imgHistogram->Height) );

// 顯示紅色

if (chkRed->Checked == True)

    for (j = 0; j < 256; j++)

    {

        imgHistogram->Canvas->Pen->Color = clRed;

        imgHistogram->Canvas->Pen->Width = 1;

        imgHistogram->Canvas->MoveTo( j*3, 0 );

        imgHistogram->Canvas->LineTo( j*3, int(float(iHistogram[2][j]) / fTotal * 5000) );

    }

// 顯示綠色

if (chkGreen->Checked == True)

    for (j = 0; j < 256; j++)

    {

        imgHistogram->Canvas->Pen->Color = clGreen;

        imgHistogram->Canvas->Pen->Width = 1;

        imgHistogram->Canvas->MoveTo( j*3+1, 0 );

        imgHistogram->Canvas->LineTo( j*3+1, int(float(iHistogram[1][j]) / fTotal * 5000) );

    }

// 顯示藍色

if (chkBlue->Checked == True)

    for (j = 0; j < 256; j++)

    {

        imgHistogram->Canvas->Pen->Color = clBlue;

        imgHistogram->Canvas->Pen->Width = 1;

        imgHistogram->Canvas->MoveTo( j*3+2, 0 );

        imgHistogram->Canvas->LineTo( j*3+2, int(float(iHistogram[0][j]) / fTotal * 5000) );

        }

}

累積直方圖

使用前面直方圖的數據(iHistogram)，利用兩層迴圈來製作累積直方圖的值，本來是使用整數型態(iCumulativeHistogram)來貯存，但之後要進行直方圖均化的處理，所以改為使用浮點數型態(fCumulativeHistogram)，是將每個從iHistogram計算來的值除以圖片像素總數，像素總數在載入圖片時計算完成。

繪製的方法和直方圖相似。

宣告的變數如下：

float fCumulativeHistogram[3][256]; // 累積直方圖數據

float fTotal; // 圖片像素總數

計算累積直方圖的函式：

// 初始化色彩累積統計

for (i = 0; i < 3; i++)

        {

        fCumulativeHistogram[i][0] = float( iHistogram[i][0] ) / fTotal;

        for (j = 1; j < 256; j++)

                fCumulativeHistogram[i][j] = 0;

        }

for ( i = 0; i < 3; i++ )

        for ( j = 1; j < 256; j++ )

                fCumulativeHistogram[i][j] = fCumulativeHistogram[ i ][ j - 1 ]

                              + ( float( iHistogram[ i ][ j - 1 ] ) / fTotal );

//繪製累積直方圖

DrawCumulativeHistogram(imgCumulativeHistogram,chkRed,chkGreen,chkBlue);

繪製累積直方圖的函式：

void DrawCumulativeHistogram(

    TImage *imgCumulativeHistogram,

    TCheckBox *chkRed,

    TCheckBox *chkGreen,

    TCheckBox *chkBlue)

{

// 畫布清空

imgCumulativeHistogram->Canvas->Brush->Color = clWhite;

imgCumulativeHistogram->Canvas->FillRect( Rect(0,0,imgCumulativeHistogram->Width,imgCumulativeHistogram->Height) );

// 顯示紅色

if (chkRed->Checked == True)

    for (j = 0; j < 256; j++)

    {

        imgCumulativeHistogram->Canvas->Pen->Color = clRed;

        imgCumulativeHistogram->Canvas->Pen->Width = 1;

        imgCumulativeHistogram->Canvas->MoveTo( j*3, 0 );

        imgCumulativeHistogram->Canvas->LineTo( j*3, int(fCumulativeHistogram[2][j] * 100) );

    }

// 顯示綠色

if (chkGreen->Checked == True)

    for (j = 0; j < 256; j++)

    {

        imgCumulativeHistogram->Canvas->Pen->Color = clGreen;

        imgCumulativeHistogram->Canvas->Pen->Width = 1;

        imgCumulativeHistogram->Canvas->MoveTo( j*3+1,0 );

        imgCumulativeHistogram->Canvas->LineTo( j*3+1, int(fCumulativeHistogram[1][j] * 100) );

    }

// 顯示藍色

if (chkBlue->Checked == True)

    for (j = 0; j < 256; j++)

    {

        imgCumulativeHistogram->Canvas->Pen->Color = clBlue;

        imgCumulativeHistogram->Canvas->Pen->Width = 1;

        imgCumulativeHistogram->Canvas->MoveTo( j*3+2,0 );

        imgCumulativeHistogram->Canvas->LineTo( j*3+2, int(fCumulativeHistogram[0][j] * 100) );

    }

}

直方圖均化的程式碼：

for (i = 0; i < iImageHeight; i++)

{

    bPictureImageShowRow = (Byte*)imgShow->Picture->Bitmap->ScanLine[i];

    bPictureImageOriginRow = (Byte*)imgOrigin->Picture->Bitmap->ScanLine[i];

    for (j =0; j < iImageWidth; j++)

    {

        bPictureImageShowRow[3*j+0] = int(fCumulativeHistogram[0][ int(bPictureImageShowRow[3*j+0]) ] * 255);

        // 防止單一像素色彩值溢位

        if ( bPictureImageShowRow[3*j+0] > 255 )

            bPictureImageShowRow[3*j+0] = 255;

        bPictureImageShowRow[3*j+1] = int(fCumulativeHistogram[1][ int(bPictureImageShowRow[3*j+1]) ] * 255);

        // 防止單一像素色彩值溢位

        if ( bPictureImageShowRow[3*j+1] > 255 )

            bPictureImageShowRow[3*j+1] = 255;

        bPictureImageShowRow[3*j+2] = int(fCumulativeHistogram[2][ int(bPictureImageShowRow[3*j+2]) ] * 255);

        // 防止單一像素色彩值溢位

        if ( bPictureImageShowRow[3*j+2] > 255 )

            bPictureImageShowRow[3*j+2] = 255;

    }

}

imgShow->Refresh();

部分程式執行畫面：

開啟圖片後的畫面，第二次作業的結果輸出，我放在「Color Statistics」的分頁

直方圖(Histogram)、累積直方圖(Cumulative Histogram)、直方圖均化(Histogram Equalization)的功能建在Image->Calculate的選單下

直方圖的結果，預設是藍、綠、紅都輸出，可以在下方勾選想觀看的顏色，再按下Reset按鍵重新輸出結果。

累積直方圖的結果

直方圖均化後的圖片，若要觀看均化後的直方圖和累積直方圖，則要再到選單操作兩個功能。

均化後的直方圖

均化後的累積直方圖