C++：灰度位图头和实时绘制+OpenCV图像处理

Question

我正在尝试显示来自单色相机（Adimec N5A/CXP，符合GenIcam标准）的实时图像。

从供应商提供的示例中（但是是RGB 24），我大致能够显示图像，但颜色呈现非常奇怪（彩色和阴影代替灰度）。我猜测在位图头声明方面做错了什么：

    bitmapInfo = (LPBITMAPINFO)malloc(sizeof(BITMAPINFOHEADER) + sizeof(RGBQUAD));
    bitmapInfo->bmiHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
    bitmapInfo->bmiHeader.biPlanes = 1;
    bitmapInfo->bmiHeader.biBitCount = 8; // 24
    bitmapInfo->bmiHeader.biCompression = BI_RGB;
    bitmapInfo->bmiHeader.biSizeImage = 0;
    bitmapInfo->bmiHeader.biXPelsPerMeter = 0;
    bitmapInfo->bmiHeader.biYPelsPerMeter = 0;
    bitmapInfo->bmiHeader.biClrUsed = 256;
    bitmapInfo->bmiHeader.biClrImportant = 0;
    bitmapInfo->bmiHeader.biWidth = (LONG)width;
    bitmapInfo->bmiHeader.biHeight = -(LONG)height;
    /*
    RGBQUAD* bmiColors = (RGBQUAD*)(bitmapInfo->bmiColors);
    for (size_t index = 0; index < 256; ++index)
    {
        bmiColors[index].rgbBlue = (BYTE)index;
        bmiColors[index].rgbGreen = (BYTE)index;
        bmiColors[index].rgbRed = (BYTE)index;
        bmiColors[index].rgbReserved = 0;
    }
    */

我在BITMAPINFO结构体中的bmiColors字段中发现，'biClrUsed'应该设置为256。然后我不知道是否需要写一个块来描述'bmiColors'。我想每个像素只使用一个字节而不是r、g和b组件。

然后，在程序的更进一步部分（在函数"OnPaint"中），它使用函数"SetDIBitsToDevice"来显示之前创建的窗口中的图像。首先检索图像指针：

unsigned char *imagePtr = liveState.currentBuffer->getInfo<unsigned char *>(liveState.grabber, gc::BUFFER_INFO_BASE);

然后显示图片：

::SetDIBitsToDevice(dc, 0, 0, (DWORD)liveState.width, (DWORD)liveState.height, 0, 0, 0, (UINT)liveState.height, imagePtr, liveState.bitmapInfo, DIB_RGB_COLORS);

我不知道在最后一个参数中应该放什么，代替DIB_RGB_COLORS。我只找到了另一个值作为这个参数，即DIB_PAL_COLORS。我猜应该有一个灰度选项？这是我的程序的第一步......如果您有任何关于如何将图像指针推入opencv容器的建议，我也会非常高兴:-)。提前致谢！

- StephiCpp

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我使用调色板（非常容易生成）来显示灰度图像。以下是我的代码快速粘贴，因为我即将离开：https://pastebin.com/Yz0cQYT8 -- 数据指针是原始的 cv::Mat 负载。我回来后会写一个答案。（可能有一些 WTL 位，但那非常接近 WinAPI） - Dan Mašek

嗨，丹，我能请你再帮我一下吗？如何使用cv :: Mat从内存缓冲区加载图像？我猜我应该使用cv :: imdecode，但我做不到。我想缓冲区类型有问题。'Mat srcImg = imdecode（imagePointer，0）;' - StephiCpp

内存缓冲区中是什么？原始图像数据（如上所述）？还是编码的图像数据，比如PNG、JPEG或类似的格式？ - Dan Mašek

如果它已经是原始图像数据，那么您可以使用这个cv::Mat构造函数（请注意，它不会复制数据，您需要确保指针在Mat包装它的生命周期内保持有效）。 - Dan Mašek

Answer 1

似乎你已经接近正确了。显示灰度图像的方法是使用调色板。这只是256个RGB条目，代表黑色和白色之间所有阴影的简单表示方式：

std::vector<RGBQUAD> pal(256);
for (int32_t i(0); i < 256; ++i) {
    pal[i].rgbRed = pal[i].rgbGreen = pal[i].rgbBlue = i;
    pal[i].rgbReserved = 0;
}

首先，您需要分配足够的内存来容纳BITMAPINFOHEADER以及256个RGBQUAD条目，以定义要使用的调色板。

int32_t const bmi_size(sizeof(BITMAPINFOHEADER) + sizeof(RGBQUAD) * 256);

分配结构体。我使用 _alloca 将其放在堆栈上，因此无需担心清理。

BITMAPINFO* bmi(static_cast<BITMAPINFO*>(alloca(bmi_size)));

您需要设置以下BITMAPINFOHEADER的成员，其余可以留为零。

bmi->bmiHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
bmi->bmiHeader.biWidth = static_cast<LONG>(width);
bmi->bmiHeader.biHeight = static_cast<LONG>(-height);
bmi->bmiHeader.biPlanes = 1;
bmi->bmiHeader.biBitCount = 8;
bmi->bmiHeader.biCompression = BI_RGB;

注意：由于我们有一个完整的256个条目的调色板，可以将biClrUsed设置为0。来自docs：

如果此值为零，则位图使用与biBitCount成员的值相对应的最大颜色数...

接下来，设置调色板（这基本上是您的代码中被注释掉的部分）。

for (uint32_t i(0); i < 256; ++i) {
    if (pal.size() > i) {
        bmi->bmiColors[i] = pal[i];
    } else {
        bmi->bmiColors[i].rgbRed
            = bmi->bmiColors[i].rgbGreen
            = bmi->bmiColors[i].rgbBlue
            = bmi->bmiColors[i].rgbReserved = 0;
    }
}

注意：上面的代码来自一个通用的调色板图像渲染函数。对于较小的调色板，它会用黑色填充未使用的颜色。我认为这可以重构为使用较少的条目以及设置适当值的 biClrUsed。

现在位图头已经准备好了。在您的情况下，对 SetDIBitsToDevice 的调用仍将使用 DIB_RGB_COLORS，因为“颜色表包含文字 RGB 值”。

我使用 CreateDIBitmap 创建 DDB，稍后可以使用 BitBlt 渲染。

HBITMAP bitmap = ::CreateDIBitmap(dc
    , &bmi->bmiHeader
    , CBM_INIT
    , data // Pointer to raw pixel data
    , bmi
    , DIB_RGB_COLORS);

- Dan Mašek