graytrans.cpp

将数字图像处理的一般算法都集中在一个MFC的框架中

	m_nColorTableLengthOut=ComputeColorTabalLength(m_nBitCountOut);

	//若有颜色表，输入图像的颜色表与输出图像颜色表相同
	if(m_nColorTableLengthOut!=0){
    	m_lpColorTableOut=new RGBQUAD[m_nColorTableLengthOut];
		memcpy(m_lpColorTableOut,m_lpColorTable,
			sizeof(RGBQUAD)*m_nColorTableLengthOut);
	}

	//输出图像的宽高,与输入图像相等
	m_imgWidthOut=m_imgWidth;
	m_imgHeightOut=m_imgHeight;

	//输出图像每行像素所占的字节数
	int lineByteOut=(m_imgWidth*m_nBitCountOut/8+3)/4*4;
	m_pImgDataOut=new unsigned char[lineByteOut*m_imgHeight];


	if(m_nBitCount==8)//如果是灰度图像，则调用单通道数据线性拉伸函数
		LinearStrechForSnglChannel(m_pImgData, m_pImgDataOut,
		                             m_imgWidth, m_imgHeight,point);
	else{
		//若彩色图像，则把每个通道的数据进行分离，并线性拉伸，然后再合成为彩色图像

		//单通道数据每行像素所占的字节数
		int lineByteGray=(m_imgWidth+3)/4*4;

		//临时缓冲区，存放单通道数据
		unsigned char *bufIn=new unsigned char[m_imgHeight*lineByteGray];

		//临时缓冲区，单通道数据拉伸的结果
		unsigned char *bufOut=new unsigned char[m_imgHeight*lineByteGray];
		//循环变量，图像坐标
		int i, j;

		//循环变量，遍历彩色图像的三个通道
		int k;

		for(k=0;k<3;k++){
			//将每个通道数据提取出来，存入bufIn缓冲区
			for(i=0;i<m_imgHeight;i++){
				for(j=0;j<m_imgWidth;j++)
					bufIn[i*lineByteGray+j]=*(m_pImgData+i*lineByteOut+j*3+k);
			}

			//对bufIn缓冲区中的数据进行拉伸，拉伸结果存入bufOut中
			LinearStrechForSnglChannel(bufIn,bufOut,m_imgWidth,m_imgHeight,point);

			//将单通道拉伸的结果存入输出图像m_pImgDataOut对应通道中
			for(i=0;i<m_imgHeight;i++){
				for(j=0;j<m_imgWidth;j++)
					*(m_pImgDataOut+i*lineByteOut+j*3+k)=bufOut[i*lineByteGray+j];
			}
		}

		//释放缓冲区
		delete []bufIn;
		delete []bufOut;
	}

}


/***********************************************************************
* 函数名称：
*   LinearStrechForSnglChannel()
*
*函数参数:
*   unsigned char *pImgDataIn   -待拉伸的位图数据指针
*   unsigned char *pImgDataOut  -拉伸后位图数据指针
*   int imgWidth   -位图宽,像素为单位
*   int imgHeight  -位图高,像素为单位
*   CPoint point[2]  -分段线性的两个转折点坐标
*
*返回值: 
*    无
*
*说明：给定一个通道的数据，以及两个转折点坐标，做分段线性拉伸, 将结果
*     存入pImgDataOut所指向的缓冲区。
***********************************************************************/
void GrayTrans::LinearStrechForSnglChannel(unsigned char *pImgDataIn, 
		unsigned char *pImgDataOut, int imgWidth,int imgHeight,CPoint point[2])
{
	//循环变量，图像坐标
	int i,j;

	//每行像素的字节数，单通道图像
	int lineByte=(imgWidth+3)/4*4;

	//(x1,y1)和(x2,y2)为两个分段点的坐标
	double x1=point[0].x,y1=point[0].y,x2=point[1].x, y2=point[1].y;

	//三个分段的直线斜率
	double slop1=y1/x1,slop2=(y2-y1)/(x2-x1),slop3=(255-y2)/(255-x2);

	//三个直线坐标的斜率
	double dis1=0,dis2=y1-slop2*x1,dis3=y2-slop3*x2;

	//映射表
	int map[256];

	//根据三个分段，对输入图像每个灰度级计算映射表
	for(i=0;i<256;i++)	
	{
		if(i<x1)
			map[i]=(int)(slop1*i+dis1+0.5);
		else if(i<x2)
			map[i]=(int)(slop2*i+dis2+0.5);
		else
			map[i]=(int)(slop3*i+dis3+0.5);
	}

	//临时变量
	int tmp;

	//对每个像素，根据输入像素灰度级查找映射表，并为输出像素赋值
	for(i=0;i<imgHeight;i++)
	{
		for(j=0;j<lineByte;j++)
		{
			//输入图像(i,j)像素的灰度级
			tmp=*(pImgDataIn+i*lineByte+j);

			//根据映射表为输出图像赋值
			*(pImgDataOut+i*lineByte+j)=map[tmp];
		}
	}
}


/***********************************************************************
* 函数名称：
*   DuiShuStrechForSnglChannel()
*
*函数参数:
*   unsigned char *pImgDataIn   -待拉伸的位图数据指针
*   unsigned char *pImgDataOut  -拉伸后位图数据指针
*   int imgWidth   -位图宽,像素为单位
*   int imgHeight  -位图高,像素为单位
*   float a  -对数函数非线性变换参数
*   float b  -对数函数非线性变换参数
*   float c  -对数函数非线性变换参数
*
*返回值: 
*    无
*
*说明：给定一个通道的数据，及a、b、c三个对数拉伸所需要的参数，进行非线性
*     拉伸, 将结果存入pImgDataOut所指向的缓冲区。
***********************************************************************/
void GrayTrans::DuiShuStrechForSnglChannel(unsigned char *pImgDataIn,
		unsigned char *pImgDataOut,int imgWidth,int imgHeight,
		float a, float b, float c)
{
	//循环变量，图像坐标
	int i,j;

	//每行像素的字节数，单通道图像
	int lineByte=(imgWidth+3)/4*4;

	//临时变量
	float tmp1, tmp2, t;

	//对数函数非线性变换
	for(i=0;i<imgHeight;i++)
	{
		for(j=0;j<lineByte;j++)
		{
			//根据输入点像素灰度值，计算输出点像素灰度值
			tmp1=log(*(pImgDataIn+i*lineByte+j)+1.0)/log(2.0);
			tmp2=b*log(c)/log(2.0);
			t=a+tmp1/tmp2;
			if(t>255)
				t=255;
			else if(t<0)
				t=0;
			*(pImgDataOut+i*lineByte+j)=t;
		}
	}
}


/***********************************************************************
* 函数名称：
*   DuiShuStrech()
*
*函数参数:
*   float a  -对数函数非线性变换参数
*   float b  -对数函数非线性变换参数
*   float c  -对数函数非线性变换参数
*
*返回值: 
*    无
*
*说明：对数函数非线性拉伸，给定三个参数，对m_pImgData所指向缓冲区中的灰度
*      或彩色图像进行对数非线性拉伸，为m_pImgDataOut申请内存，存放拉伸结果。
***********************************************************************/
void GrayTrans::DuiShuStrech(float a, float b, float c)
{
		//释放旧的输出图像缓冲区
	if(m_pImgDataOut!=NULL){
		delete []m_pImgDataOut;
		m_pImgDataOut=NULL;
	}
	if(m_lpColorTableOut!=NULL){
		delete []m_lpColorTableOut;
		m_lpColorTableOut=NULL;
	}

	//输出图像每像素位数与输入图像相同
	m_nBitCountOut=m_nBitCount;

	//计算颜色表长度
	m_nColorTableLengthOut=ComputeColorTabalLength(m_nBitCountOut);

	//若有颜色表，输入图像的颜色表与输出图像颜色表相同
	if(m_nColorTableLengthOut!=0){
    	m_lpColorTableOut=new RGBQUAD[m_nColorTableLengthOut];
		memcpy(m_lpColorTableOut,m_lpColorTable,
			sizeof(RGBQUAD)*m_nColorTableLengthOut);
	}

	//输出图像的宽高,与输入图像相等
	m_imgWidthOut=m_imgWidth;
	m_imgHeightOut=m_imgHeight;

	//输出图像每行像素所占的字节数
	int lineByteOut=(m_imgWidth*m_nBitCountOut/8+3)/4*4;
	m_pImgDataOut=new unsigned char[lineByteOut*m_imgHeight];


	if(m_nBitCount==8)//如果是灰度图像，则调用单通道数据对数拉伸函数
		DuiShuStrechForSnglChannel(m_pImgData, m_pImgDataOut,
		                             m_imgWidth, m_imgHeight,a,b,c);
	else{
		//若彩色图像，则把每个通道的数据进行分离，并非线性拉伸，然后再合成为彩色图像

		//单通道数据每行像素所占的字节数
		int lineByteGray=(m_imgWidth+3)/4*4;

		//临时缓冲区，存放单通道数据
		unsigned char *bufIn=new unsigned char[m_imgHeight*lineByteGray];

		//临时缓冲区，单通道数据拉伸的结果
		unsigned char *bufOut=new unsigned char[m_imgHeight*lineByteGray];
		//循环变量，图像坐标
		int i, j;

		//循环变量，遍历彩色图像的三个通道
		int k;

		for(k=0;k<3;k++){
			//将每个通道数据提取出来，存入bufIn缓冲区
			for(i=0;i<m_imgHeight;i++){
				for(j=0;j<m_imgWidth;j++)
					bufIn[i*lineByteGray+j]=*(m_pImgData+i*lineByteOut+j*3+k);
			}

			//对bufIn缓冲区中的数据进行拉伸，拉伸结果存入bufOut中
			DuiShuStrechForSnglChannel(bufIn,bufOut,m_imgWidth,m_imgHeight,a,b,c);

			//将单通道拉伸的结果存入输出图像m_pImgDataOut对应通道中
			for(i=0;i<m_imgHeight;i++){
				for(j=0;j<m_imgWidth;j++)
					*(m_pImgDataOut+i*lineByteOut+j*3+k)=bufOut[i*lineByteGray+j];
			}
		}

		//释放缓冲区
		delete []bufIn;
		delete []bufOut;
	}
}


/***********************************************************************
* 函数名称：
*   ZhiShuStrechForSnglChannel()
*
*函数参数:
*   unsigned char *pImgDataIn   -待拉伸的位图数据指针
*   unsigned char *pImgDataOut  -拉伸后位图数据指针
*   int imgWidth   -位图宽,像素为单位
*   int imgHeight  -位图高,像素为单位
*   float a  -指数函数非线性变换参数
*   float b  -指数函数非线性变换参数
*   float c  -指数函数非线性变换参数
*
*返回值: 
*    无
*
*说明：给定一个通道的数据，及a、b、c三个指数拉伸所需要的参数，进行非线性
*     拉伸, 将结果存入pImgDataOut所指向的缓冲区。
***********************************************************************/
void GrayTrans::ZhiShuStrechForSnglChannel(unsigned char *pImgDataIn,
		unsigned char *pImgDataOut,int imgWidth,int imgHeight,
		float a, float b, float c)
{
	//循环变量，图像坐标
	int i,j;

	//每行像素的字节数，单通道图像
	int lineByte=(imgWidth+3)/4*4;

	//临时变量
	float t;

	//对数函数非线性变换
	for(i=0;i<imgHeight;i++)
	{
		for(j=0;j<lineByte;j++)
		{
			//根据输入点像素灰度值，计算输出点像素灰度值
			t=c*(*(pImgDataIn+i*lineByte+j)-a);
			t=pow(b,t)-1;
			if(t>255)
				t=255;
			else if(t<0)
				t=0;
			*(pImgDataOut+i*lineByte+j)=t;
		}
	}
}


/***********************************************************************
* 函数名称：
*   ZhiShuStrech()
*
*函数参数:
*   float a  -指数函数非线性变换参数
*   float b  -指数函数非线性变换参数
*   float c  -指数函数非线性变换参数
*
*返回值: 
*    无
*
*说明：指数函数非线性拉伸分，给定指数拉伸参数，对m_pImgData所指向缓冲区中的灰度
*      或彩色图像进行指数非线性拉伸，为m_pImgDataOut申请内存，存放拉伸结果。
***********************************************************************/
void GrayTrans::ZhiShuStrech(float a, float b, float c)
{
		//释放旧的输出图像缓冲区
	if(m_pImgDataOut!=NULL){
		delete []m_pImgDataOut;
		m_pImgDataOut=NULL;
	}
	if(m_lpColorTableOut!=NULL){
		delete []m_lpColorTableOut;
		m_lpColorTableOut=NULL;
	}

	//输出图像每像素位数与输入图像相同
	m_nBitCountOut=m_nBitCount;

	//计算颜色表长度
	m_nColorTableLengthOut=ComputeColorTabalLength(m_nBitCountOut);

	//若有颜色表，输入图像的颜色表与输出图像颜色表相同
	if(m_nColorTableLengthOut!=0){
    	m_lpColorTableOut=new RGBQUAD[m_nColorTableLengthOut];
		memcpy(m_lpColorTableOut,m_lpColorTable,
			sizeof(RGBQUAD)*m_nColorTableLengthOut);
	}

	//输出图像的宽高,与输入图像相等
	m_imgWidthOut=m_imgWidth;
	m_imgHeightOut=m_imgHeight;

	//输出图像每行像素所占的字节数
	int lineByteOut=(m_imgWidth*m_nBitCountOut/8+3)/4*4;
	m_pImgDataOut=new unsigned char[lineByteOut*m_imgHeight];


	if(m_nBitCount==8)//如果是灰度图像，则调用单通道数据指数拉伸函数
		ZhiShuStrechForSnglChannel(m_pImgData, m_pImgDataOut,
		                             m_imgWidth, m_imgHeight,a,b,c);
	else{
		//若彩色图像，则把每个通道的数据进行分离，并非线性拉伸，然后再合成为彩色图像

		//单通道数据每行像素所占的字节数
		int lineByteGray=(m_imgWidth+3)/4*4;

		//临时缓冲区，存放单通道数据
		unsigned char *bufIn=new unsigned char[m_imgHeight*lineByteGray];

		//临时缓冲区，单通道数据拉伸的结果
		unsigned char *bufOut=new unsigned char[m_imgHeight*lineByteGray];
		//循环变量，图像坐标
		int i, j;

		//循环变量，遍历彩色图像的三个通道
		int k;

		for(k=0;k<3;k++){
			//将每个通道数据提取出来，存入bufIn缓冲区
			for(i=0;i<m_imgHeight;i++){
				for(j=0;j<m_imgWidth;j++)
					bufIn[i*lineByteGray+j]=*(m_pImgData+i*lineByteOut+j*3+k);
			}

			//对bufIn缓冲区中的数据进行拉伸，拉伸结果存入bufOut中
			ZhiShuStrechForSnglChannel(bufIn,bufOut,m_imgWidth,m_imgHeight,a,b,c);

			//将单通道拉伸的结果存入输出图像m_pImgDataOut对应通道中
			for(i=0;i<m_imgHeight;i++){
				for(j=0;j<m_imgWidth;j++)
					*(m_pImgDataOut+i*lineByteOut+j*3+k)=bufOut[i*lineByteGray+j];
			}
		}

		//释放缓冲区
		delete []bufIn;
		delete []bufOut;
	}
}