RGB文件的三分量概率分布示意图及熵

Gytha ·
更新时间:2024-09-20
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读入一个 24bit RGB 文件(以 down.rgb 为例,其分辨率为 256*256),输出该数据文件中 R、G、B 三个分量(各 8bit 表示)的概率分布示意图(类似下图)和熵。

程序流程:(用C或C++实现)
开辟 3 个 width*height 的 unsigned char 型数组;打开要读出的 RGB 文件(以“rb”方式打开),打开 3 个要输出的数据统计文件(以“w”方式打开,可命名为 R_sat.txt 等);将 RGB 数据从 RGB 文件中读出,并分别保存到3个数组中,期间计算数据的概率分布和熵,并将这些数据写入 3 个数据统计 txt 文件中。Txt 文件的写入方式如下所示(每行的两个数据用 tab 分开)。在 Excel 里将这 3 个 txt 文件打开即可生成统计图。

具体实现:
基于 c++ 的实现步骤是十分清晰的;然而鉴于我的 c++ 基础太差,虽然进行了一定尝试,但最终以无法成功 debug 收尾;只好用 python 替代之。但如果之后 c++ 的这部分代码有了进展,会及时补充上来。

用 python 实现还有一个非常有利的辅助:OpenCV!
opencv 是一个强大的图像处理和计算机视觉库,只需安装 opencv-python 包并调用相应函数,就可以十分容易地实现三通道分量的提取以及后续的绘图等操作。

Language: python
IDE: jupyter notebook

载入图片并生成灰度图:

import cv2 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt img = cv2.imread('WeChat Image_20200308220606.bmp') img0 = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_RGB2GRAY) cv2.imwrite('gray.jpg', img0) cv2.namedWindow('gray', 0) cv2.resizeWindow('gray', 960, 480) cv2.imshow('gray', img0)

得到 RGB 三分量的概率分布示意图:

b_hist = cv2.calcHist([img], [0], None, [256], [0, 256]) g_hist = cv2.calcHist([img], [1], None, [256], [0, 256]) r_hist = cv2.calcHist([img], [2], None, [256], [0, 256]) plt.plot(b_hist, label='B', color='blue') plt.plot(g_hist, label='G', color='green') plt.plot(r_hist, label='R', color='red') plt.legend(loc='best') plt.xlim([0, 256]) plt.show()

计算熵:
打算将图像先分离出 RGB 再分别求出熵的值,但是遇到一点问题,还在修改中。。。当前代码如下(仍报错)

tmp = [] for i in range(256): tmp.append(0) val = 0 k = 0 res = 0 image = cv2.imread('C:\\Users\\DELL\\Red.jpg') image1 = np.array(image) for i in range(len(image1)): for j in range(len(image1[i])): val = image1[i][j] np.array(tmp)[val] = float(np.array(tmp)[val] + 1) k = float(k + 1) for i in range(len(tmp)): tmp[i] = float(tmp[i] / k) for i in range(len(tmp)): if(tmp[i] == 0): res = res else: res = float(res - tmp[i] * (math.log(tmp[i]) / math.log(2.0))) print(res)
作者:weixin_46338427



示意图 概率分布 分布 三分 rgb

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