一丶图像存储格式分类

分类	特点	举例
黑白图像	二值图像只有黑白两种颜色，一个像素仅占1，0表示黑，1表示白，或相反
8位索引图像	8位灰度索引图像中map也就是颜色表红、绿、蓝分量值相等 8位伪彩色索引图像，颜色表红、绿、蓝分量值不全相等
24位真彩图	.RGB图像也就是每个像素点3个8位的分量

二丶图像存储格式转换

1. 伪彩色彩 → 灰度 ：直接改该索引表，将三个分量改成与索引号一致的
2. 灰度 → 伪彩色彩：不好变，每个分量可能需要人为指定
3. 灰度图与RGB图像转换：任何颜色都有红、绿、蓝三原色组成，假如原来某点的颜色为RGB(R，G，B)，那么，我们可以通过下面几种方法，将其转换为灰度：

1.浮点算法：Gray = R * 0.3+G * 0.59+B * 0.11
2.整数方法：Gray = (R * 30+G * 59+B * 11) / 100
3.移位方法：Gray = (R * 76+G * 151+B * 28) >> 8;
4.平均值法：Gray = (R+G+B) / 3;
5.仅取绿色：Gray=G；
通过上述任一种方法求得Gray后，将原来的RGB(R,G,B)中的R,G,B统一用Gray替换，形成新的颜RGB(Gray,Gray,Gray)，用它替换原来的RGB(R,G,B)就是灰度图了。

所以RGB可以转化为灰度图，RGB的红色、绿色、蓝色三个通道的缩览图都是以灰度显示的

三丶C++ bmp 转灰度实例

1. bmp文件组成

重要的有（上面的名字都是标准的）

1. bfType：可以用来判断当前图片是否为bmp图像，若读出来是“BM”那就是
2. biBitCount 每个像素所需要的位数，比如单色位图需要1位，8位索引图像需要8位，真彩色就是24位
3. 调色板 就是红绿蓝和保留字

2. bmp读取与灰度转换（C++）

重要函数：

1. int fread(void *ptr, int size, int nitems, FILE *stream);
   从一个流中读数据,从所给的输入流stream中读取的nitems项数据，每一项数据长度为size字节，到由ptr所指的块中，读出的数据在流中会消失
2. int fwrite(void *ptr, int size, int nitems, FILE *stream);

从ptr所指的块中读数据读取的nitems项数据，每一项数据长度为size字节，输入到由流stream
3. FILE *fopen(const char *filename, const char *mode)
使用给定的模式 mode 打开 filename 所指向的文件
w：以“写入”方式打开文件。如果文件不存在，那么创建一个新文件；如果文件存在，那么清空文件内容（相当于删除原文件，再创建一个新文件）。
r：只读方式打开，将文件指针指向文件头。
b ：字符用来告诉函数库以二进制模式打开文件

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<stdlib.h>
#include <iostream>
using namespace std;

/*
位图头结构
*/
#pragma pack(1)
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER
{
    
    unsigned char bfType[2];//文件格式
    unsigned long bfSize;//文件大小
    unsigned short bfReserved1;//保留
    unsigned short bfReserved2;
    unsigned long bfOffBits; //DIB数据在文件中的偏移量
}fileHeader;
#pragma pack()
/*
位图数据信息结构
*/
#pragma pack(1)
typedef struct tagBITMAPINFOHEADER
{
    
    unsigned long biSize;//该结构的大小
    long biWidth;//文件宽度
    long biHeight;//文件高度
    unsigned short biPlanes;//平面数
    unsigned short biBitCount;//颜色位数
    unsigned long biCompression;//压缩类型
    unsigned long biSizeImage;//DIB数据区大小
    long biXPixPerMeter;
    long biYPixPerMeter;
    unsigned long biClrUsed;//多少颜色索引表
    unsigned long biClrImporant;//多少重要颜色
}fileInfo;
#pragma pack()
/*
调色板结构
*/
#pragma pack(1)
typedef struct tagRGBQUAD
{
    
    unsigned char rgbBlue; //蓝色分量亮度
    unsigned char rgbGreen;//绿色分量亮度
    unsigned char rgbRed;//红色分量亮度
    unsigned char rgbReserved;
}rgbq;
#pragma pack()

//显示位图文件头信息
void showBmpHead(fileHeader pBmpHead) {
    
    cout << "位图文件头:" << endl;
    cout << "文件大小:" << pBmpHead.bfSize << endl;
    cout << "保留字_1:" << pBmpHead.bfReserved1 << endl;
    cout << "保留字_2:" << pBmpHead.bfReserved2 << endl;
    cout << "实际位图数据的偏移字节数:" << pBmpHead.bfOffBits << endl << endl;
}

void showBmpInfoHead(fileInfo pBmpInforHead) {
    
    cout << "位图信息头---------" << endl;
    cout << "结构体的长度:" << pBmpInforHead.biSize << endl;
    cout << "位图宽:" << pBmpInforHead.biWidth << endl;
    cout << "位图高:" << pBmpInforHead.biHeight << endl;
    cout << "biPlanes平面数:" << pBmpInforHead.biPlanes << endl;
    cout << "biBitCount采用颜色位数:" << pBmpInforHead.biBitCount << endl;
    cout << "压缩方式:" << pBmpInforHead.biCompression << endl;
    cout << "biSizeImage实际位图数据占用的字节数:" << pBmpInforHead.biSizeImage << endl;
    cout << "X方向分辨率:" << pBmpInforHead.biXPixPerMeter << endl;
    cout << "Y方向分辨率:" << pBmpInforHead.biYPixPerMeter << endl;
    cout << "使用的颜色数:" << pBmpInforHead.biClrUsed << endl;
    cout << "重要颜色数:" << pBmpInforHead.biClrImporant << endl;
}

#define      PI    3.141592653
#pragma once
 

int main()
{
    
   
    int i, j, k;
    FILE* fpBMP, * fpGray;
    fileHeader* fh;
    fileInfo* fi;
    rgbq* fq;

    if ((fpBMP = fopen("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\real.bmp", "rb")) == NULL)
    {
    
        printf("打开文件失败");
        exit(0);
    }

    if ((fpGray = fopen("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\22.bmp", "wb")) == NULL)
    {
    
        printf("创建文件失败");
        exit(0);
    }

   
    fh = (fileHeader*)malloc(sizeof(fileHeader));
    fi = (fileInfo*)malloc(sizeof(fileInfo));
    //读取位图头结构和信息头
    fread(fh, sizeof(fileHeader), 1, fpBMP);
    showBmpHead(*fh);

    cout << fh->bfType[0] << fh->bfType[1] << endl;
    fread(fi, sizeof(fileInfo), 1, fpBMP);
    showBmpInfoHead(*fi);
    //修改头信息
    fi->biBitCount = 8;
    fi->biSizeImage = ((fi->biWidth * 3 + 3) / 4) * 4 * fi->biHeight;
    //fi->biClrUsed=256;

    fh->bfOffBits = sizeof(fileHeader) + sizeof(fileInfo) + 256 * sizeof(rgbq);
    fh->bfSize = fh->bfOffBits + fi->biSizeImage;

    //创建调色版
    fq = (rgbq*)malloc(256 * sizeof(rgbq));
    for (i = 0; i < 256; i++)
    {
    
        fq[i].rgbBlue = fq[i].rgbGreen = fq[i].rgbRed = i;
        //fq[i].rgbReserved=0;
    }
    //将头信息写入
    fwrite(fh, sizeof(fileHeader), 1, fpGray);
    fwrite(fi, sizeof(fileInfo), 1, fpGray);
    fwrite(fq, sizeof(rgbq), 256, fpGray);


    /*存储RGB图像的一行像素点*/
    unsigned char ImgData[3000][3];
    /*将灰度图的像素存到一个一维数组中*/

    unsigned char* data;
    int h = fi->biHeight;
    int w = (fi->biWidth + 3) / 4 * 4;
    data = (unsigned char*)malloc(h*w);



    //读取RGB图像素并转换为灰度值
    
    for (i = 0; i <h; i++)
    {
    
        for (j = 0; j < w; j++)
        {
    
            for (k = 0; k < 3; k++) {
    
                fread(&ImgData[j][k], 1, 1, fpBMP);
            *(data + i *w + j) = int((float)ImgData[j][0] * 0.114 +
                (float)ImgData[j][1] * 0.587 +
                (float)ImgData[j][2] * 0.299);
                
        }
        
   
    }
    
    fwrite(data, sizeof(unsigned char), h*w, fpGray);
   

    free(fh);
    free(fi);
    free(fq);
    fclose(fpBMP);
    fclose(fpGray);
    printf("success\n");
    return 0;
}

四丶Python 灰度图转

python代码

程序的实现

from PIL import Image
img = Image.open('lena.png')
gray_img = img.convert('L')

模式“L”为灰色图像公式：L = R * 299/1000 + G * 587/1000+ B * 114/1000