【转】十全大补:CxImage图像处理类库

CxImage是一个可以用于MFC 的C++图像处理类库类，它可以打开，保存，显示，转换各种常见格式的图像文件，比如BMP, JPEG, GIF, PNG, TIFF, MNG, ICO, PCX, TGA, WMF, WBMP, JBG, J2K 等格式的文件。可以实现BMP<->JPG，PNG <>TIFF格式等等的互相转换。

CxImage不仅可以实现图像文件的类型转换，还可以实现在内存图像数据的类型转换，并且使用很方便。除了文件格式的相互转换，它还提供了很多很多图像后处理的功能，比如图像模糊，锐化等等，功能非常强大和实用。

CxImage中的x，大约代表了丰富的图像格式支持和丰富的图像处理功能，可以说CxImage是图像处理的十全大补汤。

  用CxImage实现的图像处理程序

  开发环境：
  VC6, C++, Windows, MFC, Visual Studio, VS6, Dev

  简介和许可
  CxImaage是一个可以简便而快速地打开，保存，显示和转换图像文件的C++类库。CxImage类库是免费的。对于TIFF，JPEG，PNG和ZLIB，"如果你在你的产品中使用了这些源代码，虽然致谢不是必须的，但是却会得到众人的欣赏。"

CxImage是开源的并在zlib许可下发布。简单地说，你可以随意地使用这些代码，只要你不说它是你自己的就行了。

  文件格式和链接的库 
  
  CxImage支持如下这些库的最新版本：
   Zlib (1.2.3), Jasper ( 1.900.1), LibMNG (1.0.10), LibPNG (1.2.24). LibTIFF 3.8.2
j2k库（现在被称为openjpeg）和相关的类CxImageJ2K已经从项目中删除。JPEG2000格式的文件由Jasper和CximageJAS来支持。

Cximage 6.00提供了一个新的类CximageRAW和新的库LibDCR，用于读取来自数码相机的RAW图像。常见的文件扩展名有：RAW, CRW, NEF, CR2, DNG, ORF, ARW, ERF, 3FR, DCR, X3F, MEF, RAF, MRW, PEF, SR2。

CximageRAW提供了对图像的基本解码功能，它唯一的可选参数可以由SetCodecOption进行设置，以对插值质量进行可控制。可选的选项有(DECODE_QUALITY_LIN=0, DECODE_QUALITY_VNG=1, DECODE_QUALITY_PPG=2, DECODE_QUALITY_AHD=3).

CximagePNG:现在可以读取所有PNG_COLOR_TYPE_类型。但是，每个通道含有超过8位像素深度的PNG文件，会被转换到8位，这是CxImage的一个主要限制。
  CxImageGIF:现在能够更好地支持对动态GIF图像的读取，通过SetRetreiveAllFrames设置属性，可以同时对图像中的所有帧进行解码。在CxImage的示例项目中，展示了如何实现这一选项，并展示了如何播放一副GIF动画。

CxImageBMP: 支持对32位图像的读写(支持Alpha通道)

CxImageICO: 支持对Vista PNG图标的读写；添加对多页图标的支持。

CxImageMNG: 支持对MNG Alpha图层的读取。
 
  CxImageSKA: 新的用于支持SKA图像格式的类，这种图像通常用在视频租赁软件中。

CxImageJPG: 为JPEG图像格式的二次采样提供了新的选项。ENCODE_SUBSAMPLE_422，ENCODE_SUBSAMPLE_444)，默认情况下是 高采样率的4:1:1 。当然，也可以被设置成中等的4:2:2或者低等的4:4:4。

下图展示了不同采样率下，在压缩图像中所产生的不同数量的伪影。在压缩有着明显轮廓的图像的时候，采用4:4:4的采样率有助于减少轮廓的伪影。

  可移植性
  
  所有的类和项目都通过了不同编译器的测试，包括从VC++6 到VC++2008的微软系列编译器，Borland C++ Builder 3和6，同时部分地支持wxDev-C++和MinGW。

所有的库都支持UNICODE 和非UNICODE两个版本。（感谢Eric Jesover）

对于第一次使用的用户，你可以使用一个轻量级的版本(cximage600_lite)。这个版本去除了C库，但是添加了一个简单的示例项目。
  所有控制台示例(\demo2)和CxImageCrtDll项目可以在VC++Express2005和 Microsoft Platform SDK环境下编译通过。如果你在编译链接的时候，遇到像"unresolved external..."(无法找到外部符号…)这样的错误，请检查是否所有C库都被编译了。或者手动地添加gdi32.lib 和user32.lib为项目的依赖库。

同时，CxImage也可以在Pocket PC 2003上工作。在CxImage中，为VC++ 2005编译器提供了一个可以工作的版本和相应的实例(cximage600_ce)。对于旧式的嵌入式VC编译器，最主要的限制是无法支持对异常的处理。为了解决这个问题，相应的异常处理语句try，throw和catch已经被定义在ximadef.h中的三个宏取代，同时还定义了CXIMAGE_SUPPORT_EXCEPTION_HANDLING。通过这样的方法，取消对异常处理的支持，可以成功编译链接整个库。虽然这个解决办法不是那么优雅，但是当异常处理被取消的时候，对代码的影响是最小的。同时，当异常处理被启用的时候，同样不会造成源代码的修改与变动。

对于平台之间little-endian和big-endian的兼容性，对于内建支持的图像文件格式(bmp, ico, tga, pcx, gif, ska)，由ntohs和ntohl控制。

  示例
 
  大多数新的特性可以在CxImage的主要示例程序中尝试和体验。这个示例程序只是一个测试平台，虽然它提供很多有用的特性，但是它实在不是一个严谨的应用程序。
  ·CQuantizer : 这个类被DecreaseBpp菜单项所使用。在以前的版本中，这里有一个取整的错误，在某些情况下，白色(255,255,255)会被转换成(254,254,254)。在新的版本中，这个问题已经被修复了。
  ·Copy/Paste : 现在，新的粘贴功能支持元文件图像（例如，从Office应用程序中复制而来的图像）。这个示例内部使用了自定义的剪切板格式以测试Dump/Undump方法。Copy只工作在当前选区，但是你可以通过CxImage\Remove Selection 复制整幅图像。
  ·FloodFill : (\View\Tools\Flood Fill) 通过一个浮动的对话框，你可以测试色彩填充的颜色，偏差，透明度和是否选择。当透明度为0并且选择区域功能启用的时候，这个功能就变现为"魔法棒"，用于根据颜色选区某个区域。
  ·Graph data extraction : (\Filters\graph data extraction) 这个示例演示了如何从图像（从扫描仪获取或者从互联网下载所得）中提取数字信息。转换后的数据被粘贴到剪切板，同时可以被保存成文本文件或者Excel表格文件。

数据提取对话框


数据提取结果

  ·RedEyeRemove : (\Filters\Non Linear\Remove Red Eye) 去除红眼的功能在照片处理中经常用到。你必须在红眼周围选择一个区域，然后去除红眼的功能就会对红色通道进行过滤，从而去掉照片中的红眼。红眼的选区是一个矩形区域，同时可以包括部分的虹膜(眼黑)，过滤器会在以选区中点为中心的圆心区域工作，不会影响到选中的眼黑部分。

  ·SelectiveBlur / UnsharpMask : 这些非线性的滤镜可以增加图像的质量。SelectiveBlur可以去除二次噪声（比如JPEG图像中的伪影或者是数码相机的噪声），从而展示图像中的更多细节。而UnsharpMask可以增强图像的细节，但是却不会添加噪声。

·Custom linear filters : (\Filters\Linear\Custom) 一个用于测试新的滤镜功能核心的图像用户界面。

·Histogram : (\Colors\Histogram\...) 为了测试HistogramStretch(直方图)，这个示例中提供了很多菜单项，通过不同的方法(0 = luminance, 1 = linked channels , 2 = independent channels)来测试直方图功能。对于有噪声的图像，阈值(threshold)这个参数增强了算法的健壮性。半饱和度(Half Saturation)和全饱和度(Full Saturation)可以测试转换颜色空间(ConvertColorSpace)，直方图(Histogram)和饱和度(Saturate)在YUV颜色空间对直方图的拉伸效果。

  ·Thresholding : ( \Colors\Threshold... and \Colors\Adaptive Threshold). 透明度阈值(OptimalThreshold)是一个新的用于查找二进制图像透明度阈值的新方法。可选的算法有：
  1 = 最大类间方差 (Otsu);
  2 = 基特勒和伊尔林格沃斯(Kittler & Illingworth);
  3 = 最大熵(maximum entropy);
  4 = 位差(potential difference);
  0 = 平均所有方法 (默认情况下，这也是示例程序中所使用的方法);

"保留低于阈值的颜色"(preserve colors less than the threshold)的选项，将测试Threshold2方法。这对于过滤带有噪声背景的彩色图像很有用。经过处理，我们将得到一幅带有一致背景的彩色图像(噪声被去除)。AdaptiveThreshold是对方法OptimalThreshold的一个应用，它将创建很多阈值模板。AdaptiveThreshold对于有着不一致的灯光照射效果的图像，非常有用。对于这类图像，我们不能简单地在整幅图像中使用某个单一的阈值。但是，如果我们的参数设置得不对，我们将得到一个非常差劲的处理结果。

  ·Add shadow : (\Filters\Add Shadow...) 这个菜单项的功能演示了如何将CxImage的多个小功能(选择(selections)，高斯模糊( GaussianBlur)，混合( Mix))组合使用，以达到常见的图像处理效果。

  ·Text smoothing : DrawStringEx 实现了一个新的选项CXTEXTINFO::smooth。我们可以通过文本工具(位于\View\Tools\Text),，选中抗锯齿("antialias")选项对这个功能进行测试。

类似的效果也同样可以利用TextBlur (\Filters\Non Linear\Text Blur)进行后处理获得。这是一个非线性的过滤器，它只对角或圆形的边缘起作用，从而不会影响到纵向或横向的线。下图展示了不同平滑方法的实际效果：