templatetrans.cpp

包含了所有经典的数字图像处理的源代码

/**************************************************************************
 *  文件名：TemplateTrans.cpp
 *
 *  图像模板变换API函数库：
 *
 *  Template()			- 图像模板变换，通过改变模板，可以用它实现
 *						  图像的平滑、锐化、边缘识别等操作。
 *  MedianFilter()		- 图像中值滤波。
 *  GetMedianNum()		- 获取中值。被函数MedianFilter()调用来求中值。
 *  ReplaceColorPal()	- 更换伪彩色编码表。
 *
 *************************************************************************/

#include "stdafx.h"
#include "TemplateTrans.h"
#include "DIBAPI.h"

#include <math.h>
#include <direct.h>

/*************************************************************************
 *
 * 函数名称：
 *   Template()
 *
 * 参数:
 *   LPSTR lpDIBBits    - 指向源DIB图像指针
 *   LONG  lWidth       - 源图像宽度（象素数）
 *   LONG  lHeight      - 源图像高度（象素数）
 *   int   iTempH		- 模板的高度
 *   int   iTempW		- 模板的宽度
 *   int   iTempMX		- 模板的中心元素X坐标 ( < iTempW - 1)
 *   int   iTempMY		- 模板的中心元素Y坐标 ( < iTempH - 1)
 *	 FLOAT * fpArray	- 指向模板数组的指针
 *	 FLOAT fCoef		- 模板系数
 *
 * 返回值:
 *   BOOL               - 成功返回TRUE，否则返回FALSE。
 *
 * 说明:
 *   该函数用指定的模板（任意大小）来对图像进行操作，参数iTempH指定模板
 * 的高度，参数iTempW指定模板的宽度，参数iTempMX和iTempMY指定模板的中心
 * 元素坐标，参数fpArray指定模板元素，fCoef指定系数。
 *
 ************************************************************************/

BOOL WINAPI Template(LPSTR lpDIBBits, LONG lWidth, LONG lHeight, 
					 int iTempH, int iTempW, 
					 int iTempMX, int iTempMY,
					 FLOAT * fpArray, FLOAT fCoef)
{
	// 指向复制图像的指针
	LPSTR	lpNewDIBBits;
	HLOCAL	hNewDIBBits;
	
	// 指向源图像的指针
	unsigned char*	lpSrc;
	
	// 指向要复制区域的指针
	unsigned char*	lpDst;
	
	// 循环变量
	LONG	i;
	LONG	j;
	LONG	k;
	LONG	l;
	
	// 计算结果
	FLOAT	fResult;
	
	// 图像每行的字节数
	LONG lLineBytes;
	
	// 计算图像每行的字节数
	lLineBytes = WIDTHBYTES(lWidth * 8);
	
	// 暂时分配内存，以保存新图像
	hNewDIBBits = LocalAlloc(LHND, lLineBytes * lHeight);
	
	// 判断是否内存分配失败
	if (hNewDIBBits == NULL)
	{
		// 分配内存失败
		return FALSE;
	}
	
	// 锁定内存
	lpNewDIBBits = (char * )LocalLock(hNewDIBBits);
	
	// 初始化图像为原始图像
	memcpy(lpNewDIBBits, lpDIBBits, lLineBytes * lHeight);
	
	// 行(除去边缘几行)
	for(i = iTempMY; i < lHeight - iTempH + iTempMY + 1; i++)
	{
		// 列(除去边缘几列)
		for(j = iTempMX; j < lWidth - iTempW + iTempMX + 1; j++)
		{
			// 指向新DIB第i行，第j个象素的指针
			lpDst = (unsigned char*)lpNewDIBBits + lLineBytes * (lHeight - 1 - i) + j;
			
			fResult = 0;
			
			// 计算
			for (k = 0; k < iTempH; k++)
			{
				for (l = 0; l < iTempW; l++)
				{
					// 指向DIB第i - iTempMY + k行，第j - iTempMX + l个象素的指针
					lpSrc = (unsigned char*)lpDIBBits + lLineBytes * (lHeight - 1 - i + iTempMY - k)
						+ j - iTempMX + l;
					
					// 保存象素值
					fResult += (* lpSrc) * fpArray[k * iTempW + l];
				}
			}
			
			// 乘上系数
			fResult *= fCoef;
			
			// 取绝对值
			fResult = (FLOAT ) fabs(fResult);
			
			// 判断是否超过255
			if(fResult > 255)
			{
				// 直接赋值为255
				* lpDst = 255;
			}
			else
			{
				// 赋值
				* lpDst = (unsigned char) (fResult + 0.5);
			}
			
		}
	}
	
	// 复制变换后的图像
	memcpy(lpDIBBits, lpNewDIBBits, lLineBytes * lHeight);
	
	// 释放内存
	LocalUnlock(hNewDIBBits);
	LocalFree(hNewDIBBits);
	
	// 返回
	return TRUE;

}

/*************************************************************************
 *
 * 函数名称：
 *   MedianFilter()
 *
 * 参数:
 *   LPSTR lpDIBBits		- 指向源DIB图像指针
 *   LONG  lWidth			- 源图像宽度（象素数）
 *   LONG  lHeight			- 源图像高度（象素数）
 *   int   iFilterH			- 滤波器的高度
 *   int   iFilterW			- 滤波器的宽度
 *   int   iFilterMX		- 滤波器的中心元素X坐标
 *   int   iFilterMY		- 滤波器的中心元素Y坐标
 *
 * 返回值:
 *   BOOL					- 成功返回TRUE，否则返回FALSE。
 *
 * 说明:
 *   该函数对DIB图像进行中值滤波。
 *
 ************************************************************************/

BOOL WINAPI MedianFilter(LPSTR lpDIBBits, LONG lWidth, LONG lHeight, 
						 int iFilterH, int iFilterW, 
						 int iFilterMX, int iFilterMY)
{
	
	// 指向源图像的指针
	unsigned char*	lpSrc;
	
	// 指向要复制区域的指针
	unsigned char*	lpDst;
	
	// 指向复制图像的指针
	LPSTR			lpNewDIBBits;
	HLOCAL			hNewDIBBits;
	
	// 指向滤波器数组的指针
	unsigned char	* aValue;
	HLOCAL			hArray;
	
	// 循环变量
	LONG			i;
	LONG			j;
	LONG			k;
	LONG			l;
	
	// 图像每行的字节数
	LONG			lLineBytes;
	
	// 计算图像每行的字节数
	lLineBytes = WIDTHBYTES(lWidth * 8);
	
	// 暂时分配内存，以保存新图像
	hNewDIBBits = LocalAlloc(LHND, lLineBytes * lHeight);
	
	// 判断是否内存分配失败
	if (hNewDIBBits == NULL)
	{
		// 分配内存失败
		return FALSE;
	}
	
	// 锁定内存
	lpNewDIBBits = (char * )LocalLock(hNewDIBBits);
	
	// 初始化图像为原始图像
	memcpy(lpNewDIBBits, lpDIBBits, lLineBytes * lHeight);
	
	// 暂时分配内存，以保存滤波器数组
	hArray = LocalAlloc(LHND, iFilterH * iFilterW);
	
	// 判断是否内存分配失败
	if (hArray == NULL)
	{
		// 释放内存
		LocalUnlock(hNewDIBBits);
		LocalFree(hNewDIBBits);
		
		// 分配内存失败
		return FALSE;
	}
	
	// 锁定内存
	aValue = (unsigned char * )LocalLock(hArray);
	
	// 开始中值滤波
	// 行(除去边缘几行)
	for(i = iFilterMY; i < lHeight - iFilterH + iFilterMY + 1; i++)
	{
		// 列(除去边缘几列)
		for(j = iFilterMX; j < lWidth - iFilterW + iFilterMX + 1; j++)
		{
			// 指向新DIB第i行，第j个象素的指针
			lpDst = (unsigned char*)lpNewDIBBits + lLineBytes * (lHeight - 1 - i) + j;
			
			// 读取滤波器数组
			for (k = 0; k < iFilterH; k++)
			{
				for (l = 0; l < iFilterW; l++)
				{
					// 指向DIB第i - iFilterMY + k行，第j - iFilterMX + l个象素的指针
					lpSrc = (unsigned char*)lpDIBBits + lLineBytes * (lHeight - 1 - i + iFilterMY - k) + j - iFilterMX + l;
					
					// 保存象素值
					aValue[k * iFilterW + l] = *lpSrc;
				}
			}
			
			// 获取中值
			* lpDst = GetMedianNum(aValue, iFilterH * iFilterW);
		}
	}
	
	// 复制变换后的图像
	memcpy(lpDIBBits, lpNewDIBBits, lLineBytes * lHeight);
	
	// 释放内存
	LocalUnlock(hNewDIBBits);
	LocalFree(hNewDIBBits);
	LocalUnlock(hArray);
	LocalFree(hArray);
	
	// 返回
	return TRUE;
}

/*************************************************************************
 *
 * 函数名称：
 *   GetMedianNum()
 *
 * 参数:
 *   unsigned char * bpArray	- 指向要获取中值的数组指针
 *   int   iFilterLen			- 数组长度
 *
 * 返回值:
 *   unsigned char      - 返回指定数组的中值。
 *
 * 说明:
 *   该函数用冒泡法对一维数组进行排序，并返回数组元素的中值。
 *
 ************************************************************************/

unsigned char WINAPI GetMedianNum(unsigned char * bArray, int iFilterLen)
{
	// 循环变量
	int		i;
	int		j;
	
	// 中间变量
	unsigned char bTemp;
	
	// 用冒泡法对数组进行排序
	for (j = 0; j < iFilterLen - 1; j ++)
	{
		for (i = 0; i < iFilterLen - j - 1; i ++)
		{
			if (bArray[i] > bArray[i + 1])
			{
				// 互换
				bTemp = bArray[i];
				bArray[i] = bArray[i + 1];
				bArray[i + 1] = bTemp;
			}
		}
	}
	
	// 计算中值
	if ((iFilterLen & 1) > 0)
	{
		// 数组有奇数个元素，返回中间一个元素
		bTemp = bArray[(iFilterLen + 1) / 2];
	}
	else
	{
		// 数组有偶数个元素，返回中间两个元素平均值
		bTemp = (bArray[iFilterLen / 2] + bArray[iFilterLen / 2 + 1]) / 2;
	}
	
	// 返回中值
	return bTemp;
}

/*************************************************************************
 *
 * 函数名称：
 *   GradSharp()
 *
 * 参数:
 *   LPSTR lpDIBBits    - 指向源DIB图像指针
 *   LONG  lWidth       - 源图像宽度（象素数）
 *   LONG  lHeight      - 源图像高度（象素数）
 *   BYTE  bThre		- 阈值
 *
 * 返回值:
 *   BOOL               - 成功返回TRUE，否则返回FALSE。
 *
 * 说明:
 *   该函数用来对图像进行梯度锐化。
 *
 ************************************************************************/
BOOL WINAPI GradSharp(LPSTR lpDIBBits, LONG lWidth, LONG lHeight, BYTE bThre)
{
	
	// 指向源图像的指针
	unsigned char*	lpSrc;
	unsigned char*	lpSrc1;
	unsigned char*	lpSrc2;
	
	// 循环变量
	LONG	i;
	LONG	j;
	
	// 图像每行的字节数
	LONG	lLineBytes;
	
	// 中间变量
	BYTE	bTemp;
	
	// 计算图像每行的字节数
	lLineBytes = WIDTHBYTES(lWidth * 8);
	
	// 每行
	for(i = 0; i < lHeight; i++)
	{
		// 每列
		for(j = 0; j < lWidth; j++)
		{
			// 指向DIB第i行，第j个象素的指针
			lpSrc  = (unsigned char*)lpDIBBits + lLineBytes * (lHeight - 1 - i) + j;
			
			// 指向DIB第i+1行，第j个象素的指针
			lpSrc1 = (unsigned char*)lpDIBBits + lLineBytes * (lHeight - 2 - i) + j;
			
			// 指向DIB第i行，第j+1个象素的指针
			lpSrc2 = (unsigned char*)lpDIBBits + lLineBytes * (lHeight - 1 - i) + j + 1;
			
			bTemp = abs((*lpSrc)-(*lpSrc1)) + abs((*lpSrc)-(*lpSrc2));
			
			// 判断是否小于阈值
			if (bTemp < 255)
			{
				// 判断是否大于阈值，对于小于情况，灰度值不变。
				if (bTemp >= bThre)
				{
					// 直接赋值为bTemp
					*lpSrc = bTemp;
				}
			}
			else
			{
				// 直接赋值为255
				*lpSrc = 255;
			}
		}
	}
	
	// 返回
	return TRUE;
}

/*************************************************************************
 *
 * 函数名称：
 *   ReplaceColorPal()
 *
 * 参数:
 *   LPSTR lpDIB			- 指向源DIB图像指针
 *   BYTE * bpColorsTable	- 伪彩色编码表
 *
 * 返回值:
 *   BOOL					- 成功返回TRUE，否则返回FALSE。
 *
 * 说明:
 *   该函数用指定的伪彩色编码表来替换图像的调试板，参数bpColorsTable
 * 指向要替换的伪彩色编码表。
 *
 ************************************************************************/
BOOL WINAPI ReplaceColorPal(LPSTR lpDIB, BYTE * bpColorsTable)
{
	
	// 循环变量
	int i;
	
	// 颜色表中的颜色数目
	WORD wNumColors;
	
	// 指向BITMAPINFO结构的指针（Win3.0）
	LPBITMAPINFO lpbmi;
	
	// 指向BITMAPCOREINFO结构的指针
	LPBITMAPCOREINFO lpbmc;
	
	// 表明是否是Win3.0 DIB的标记
	BOOL bWinStyleDIB;
	
	// 创建结果
	BOOL bResult = FALSE;
	
	// 获取指向BITMAPINFO结构的指针（Win3.0）
	lpbmi = (LPBITMAPINFO)lpDIB;
	
	// 获取指向BITMAPCOREINFO结构的指针
	lpbmc = (LPBITMAPCOREINFO)lpDIB;
	
	// 获取DIB中颜色表中的颜色数目
	wNumColors = ::DIBNumColors(lpDIB);
		
	// 判断颜色数目是否是256色
	if (wNumColors == 256)
	{
		
		// 判断是否是WIN3.0的DIB
		bWinStyleDIB = IS_WIN30_DIB(lpDIB);
		
		// 读取伪彩色编码，更新DIB调色板
		for (i = 0; i < (int)wNumColors; i++)
		{
			if (bWinStyleDIB)
			{
				// 更新DIB调色板红色分量
				lpbmi->bmiColors[i].rgbRed = bpColorsTable[i * 4];
				
				// 更新DIB调色板绿色分量
				lpbmi->bmiColors[i].rgbGreen = bpColorsTable[i * 4 + 1];
				
				// 更新DIB调色板蓝色分量
				lpbmi->bmiColors[i].rgbBlue = bpColorsTable[i * 4 + 2];
				
				// 更新DIB调色板保留位
				lpbmi->bmiColors[i].rgbReserved = 0;
			}
			else
			{
				// 更新DIB调色板红色分量
				lpbmc->bmciColors[i].rgbtRed = bpColorsTable[i * 4];
				
				// 更新DIB调色板绿色分量
				lpbmc->bmciColors[i].rgbtGreen = bpColorsTable[i * 4 + 1];
				
				// 更新DIB调色板蓝色分量
				lpbmc->bmciColors[i].rgbtBlue = bpColorsTable[i * 4 + 2];
			}
		}
	}
	
	// 返回
	return bResult;	

}