彩色图像的曲线灰度变化（伽马变换）

今天药忘吃喽~ 2022-06-05 06:06 312阅读 0赞

## **前言** ##

做的数字媒体实验课作业程序，学到不少的新东西，先说题，再细讲。  
**题目要求：**参照PhotoShop中的“曲线调整”功能，运用所学知识实现彩色图像的曲线灰度变换。

![SouthEast][]  
  
当然我写的没有PS的功能那么强大，只做了简单的伽马变换，先放程序的效果图吧。  
  
![SouthEast 1][]

## **程序分析** ##

### 处理流程 ###

首先图像处理使用的是OpenCV，图形界面显示使用的C\#。  
程序为什么使用C\#而不用C++写图形界面呢？MFC或Qt写起来肯定更方便，但因为我自己目前在学习WPF，所以正好用来写点这些小程序练练手。  
这个程序主要有两部分组成（C\#所做的图形界面，C++做的图像处理），首先在WPF中设定伽马值，然后将参数传递给C++程序，完成图像处理，最后C\#程序再取回处理之后的图像进行显示。

![SouthEast 2][]

### 难点 ###

**1. 程序右上角曲线图表**  
**2. C\#与C++程序之间的“通信”**

解决了以上两点，这个程序剩下的部分就非常简单了，以下主要说明这两个问题。

## **曲线图表** ##

### 流程图 ###

![SouthEast 3][]

### Tips ###

对于WPF程序，实现这个功能还是不难的。  
**1. 使用什么控件？**主要用到Canvas+Thumb控件，Thumb用起来简直不要太爽…（Thumb控件网上资料很多也很全，本文不多说，主要使用到它的三个事件DragStarted、DragDelta、DragCompleted）。

**2. 如何画曲线？**  
线是由点构成的，两点就可以构成直线，而曲线呢，只是稍微点多一些（越多越平滑），然后再将点连接起来，就是一条曲线了。所以通过伽马转换的公式（Y=C\*X^γ，C是常数，设定为1），我们就可以得到很多个曲线上的点，再将它们连接起来就是一条曲线了。要注意的是取点的个数，要是太多了，势必会影响到程序运行的效率，太少了又显得曲线不够平滑，所以自己找到一个合适的数量就好了。

**3. 如何防止目标点越界？**  
方法有两种：①判断Thumb控件的坐标（相对于Canvas）②判断鼠标的坐标值（相对于Canvas）。我采用了第二种，优点是实现起来比较简单，缺点是鼠标只能够图表中移动目标点，移除图表后，点不能够跟着鼠标继续在图表边缘移动。不过没多大影响，只是交互性差点。

**4. 滑动条如何控制原图与效果图的显示？**  
这个非常简单，顺带说一说。其实就是两个重叠的Image元素，其中显示效果图的那个Image元素由滑动条控制透明度就可以了，最方便的做法是用元素绑定，将Image的Opacity属性绑定到Slider的值上。

Opacity="{Binding ElementName=TransparentSlider, Path=Value, Mode=OneWay}"

## **C\#与C++程序“通信”** ##

严格意义上将不能称之为通信，主要是一种调用程序的关系，单向的信息传递。过程是C\#程序将需要处理的图片路径、gamm值、处理结果图片路径三个参数传递给C++程序，处理完成后C\#程序再去取图片。

**那么如何把这些参数传递给C++程序呢？**  
这个就涉及到进程通信相关内容了（管道通信、共享内存、Socket等），而我没有用那么复杂的技术，有个非常简单的方式，那就是使用命令行参数！经常在C++程序中看到的**int main(int argc,char \*argv\[\])**其中的**int argc**代表参数个数，**char \*argv\[\]**代表参数。然后在C\#中使用Process类就可以做到调用应用程序并向其传递参数了。  
看一下C\#这部分的代码：

private void TransformImage(double gamm, string imagePath)
    {
        //参数 1输入路径 2伽马值 3输出路径
        string argu_srcPath = imagePath;
        string argu_gamm = gamm.ToString();
        string argu_resPath = resImageFilePath;
    
        Process process = new Process();
        //C++程序所在路径
        process.StartInfo.FileName = currFilePath + "\\Project1.exe";
        process.StartInfo.Arguments = argu_srcPath + " " + argu_gamm + " " + argu_resPath;
        process.StartInfo.UseShellExecute = false;
        process.StartInfo.CreateNoWindow = true;
        process.Start();
        //等待程序执行结束，再继续执行代码
        process.WaitForExit();
        process.Close();
    }

而在C++代码中只需要顺序取argv数组中的值即可，得到相应的参数。

## **写在最后** ##

写过WinForm之后，再用WPF还是非常爽的，尤其是布局用起来太方便了。目前这个程序还是有缺点的，比如现在只做了JPG图片的处理；只做了伽马曲线变换，没有像ps一样支持多点调整（拟合函数）。还需要多多努力啊！

## **项目下载地址** ##

[下载地址][Link 1]。

[SouthEast]: /images/20220605/c431c70b5c1a437a92eb407a99c74968.png
[SouthEast 1]: /images/20220605/4ea5be2981cf482696bf8b9c7f1a2ae6.png
[SouthEast 2]: /images/20220605/cde91073bcc644f49d976360c275751b.png
[SouthEast 3]: /images/20220605/cbf71cb106604f178be42dbb4e9fd05d.png
[Link 1]: http://download.csdn.net/download/qq_34802416/10125553