这是CS50的第四次大作业,顺便学习了图像的入门知识。

基础

黑白图(bitmap)的每个像素点只能取值0/1,1代表白色,0代表黑色。

常见的图片格式有JPEG/PNG/BMP,这些格式都支持RGB,每个像素点可以用多个bit表示,常见的是24-bit,红、绿、蓝分别由8bit表示,范围0~255。

BMP图的开始位置有两个header,第一个叫BITMAPFILEHEADER,14B;第二个叫BITMAPINFOHEADER,40B。接下来的每个像素点是按照BGR的顺序存储的。

过滤器

Image Filter就是对原图的像素点的像素进行操作,得到一幅新图。主要有下面几种:

  • Grayscale

    将RGB图变为灰度图。将每个像素点的R/G/B的值改为相同,值越大,亮度越大。一般取三色的平均值。
  • Sepia

    比较像怀旧滤镜,有很多算法可以做,主要就是对3种颜色乘一些系数,做一些加减运算。
  • Reflection

    左右翻转。
  • Blur

    图像模糊,对每个像素点的每种颜色,取其周围3*3格子的平均值。
  • Edges

    边缘检测,可以用Sobel Operator去做:

    Blur是对周围的格子取平均,Sobel是求一个加权和,对于x和y方向,有两个kernel:



    对每个像素点的每种颜色,用周围3*3格子的对应颜色分别去乘Gx/Gy,得到加权和sumx/sumy。

    以x为例,如果左右两边差不多,那么加权和接近0,否则得到一个大正数/负数,说明很有可能是两个物体的分界

    综合考虑x和y方向,取\(\sqrt{sumx^2+sumy^2}\),再四舍五入到0~255之间。

    对于边缘的格子,可以做padding,围一圈全黑(0)的格子,相当于不用计算。

图片恢复

JPEG的前三个字节分别是0xff, 0xd8, 0xff,第四个字节的前四位是1110,这些可以唯一标识JPEG文件。

记忆卡上所有图片是连续存储的,最小单位每块512B,不到一块的后面补0,不影响显示,每张图片可能占若干块。

可以每次读512B扔到buffer里,如果是jpeg,就将其写入新文件、继续读512B,直到遇到下一个jpeg。

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