shannoncoding.txt

有关图像处理的程序

// ShannonCoding.cpp : implementation file
//

#include "stdafx.h"
#include "dimageprocess.h"
#include "ShannonCoding.h"
#include "math.h"
#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[] = __FILE__;
#endif

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CShannonCoding dialog


CShannonCoding::CShannonCoding(CWnd* pParent /*=NULL*/)
	: CDialog(CShannonCoding::IDD, pParent)
{
	//{{AFX_DATA_INIT(CShannonCoding)
	m_effect = 0.0;
	m_length = 0.0;
	m_shang = 0.0;
	//}}AFX_DATA_INIT
}


void CShannonCoding::DoDataExchange(CDataExchange* pDX)
{
	CDialog::DoDataExchange(pDX);
	//{{AFX_DATA_MAP(CShannonCoding)
	DDX_Control(pDX, IDC_CODINGLIST, m_codinglist);
	DDX_Text(pDX, IDC_EFFECT, m_effect);
	DDX_Text(pDX, IDC_LENGTH, m_length);
	DDX_Text(pDX, IDC_SHANG, m_shang);
	//}}AFX_DATA_MAP
}


BEGIN_MESSAGE_MAP(CShannonCoding, CDialog)
	//{{AFX_MSG_MAP(CShannonCoding)
	//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CShannonCoding message handlers

BOOL CShannonCoding::OnInitDialog() 
{
	// 调用默认得OnInitDialog()函数
	CDialog::OnInitDialog();

	// 字符串变量
	CString	str;
	str = "1";	
	// 循环变量
	int	i;
	int	j;	
	double *	temp;										//图像灰度出现概率中间结果的数组
	int	*	turn;										//数组用来存放灰度值和其位置之间
	temp = new double[graygrade];	
	// 数组用来存放灰度值和其位置之间的映射
	turn = new int[graygrade];
	int	temp2;   //临时变量
	// 当前编码区间的概率和
	double	effectcum;
	effectcum = 1.0; //初始的概率和为1.0
	// 已经编码灰度值概率的统计和
	double	dSum;
	dSum    = 0;//初始化为0	
	// 已编码灰度值
	int	lCount = 0;		
	// 起始位置
	int	lBegin;	
	// 指示编码是否已经完成一段
	BOOL	* bFinished;
	bFinished = new BOOL[graygrade];
	// 分配内存	
	m_strCode = new CString[graygrade];
			
	for (i = 0; i < graygrade; i ++)
	{				
		// 初始化为FALSE
		bFinished[i] = FALSE;
		// 将概率赋值temp数组
		temp[i] = grayfreq[i];	
		// 按灰度值大小顺序排列
		turn[i] = i;		
	}
	// 中间变量
	double	te;
	// 用冒泡法对进行灰度值出现的概率排序
	// 同时改变灰度值位置的映射关系
	for (j = 0; j < graygrade - 1; j ++)
	{
		for (i = 0; i < graygrade - j - 1; i ++)
		{
			if (temp[i] > temp[i + 1])
			{
				// 互换
				te = temp[i];
				temp[i] = temp[i + 1];
				temp[i + 1] = te;
				
				// 将i和i+1灰度的位置值互换
				temp2 = turn[i];
				turn[i] = turn[i+1];
				turn[i+1] = temp2;
				
			}
		}
	}		
	/*******************************************************
	计算香农－弗诺编码表
	*******************************************************/
	
	// 从概率大于0处开始编码
	for (lBegin = 0; lBegin < graygrade - 1; lBegin ++)
	{
		if (temp[lBegin] > 0)
		{
			break;
		}
	}

	// 开始编码
	while(lCount < graygrade)
	{
		// 从概率大于零的灰度值开始编码
		lCount = lBegin;
		
		// 对区间进行分割，对每个区间的灰度值编码
		for (i = lBegin; i < graygrade; i ++)
		{
			// 判断是否编码完成
			if (bFinished[i] == FALSE)
			{
				// 增加当前编码区间的概率综合
				dSum += temp[i];
				
				// 判断是否超出总和的一半
				if (dSum > effectcum/2.0)
				{
					// 超出，追加的字符改为0
					str = "0";
				}
				
				// 追加字符
				m_strCode[turn[i]] = m_strCode[turn[i]] + str;
				
				// 判断是否编码完一段
				if (dSum == effectcum)
				{
					// 完成一部分编码，重新计算effectcum
					
					// 初始化dSum为0
					dSum = 0;
					
					// 判断是不是对所有灰度值已经编码一遍
					if (i == graygrade - 1)
						j = lBegin;
					else
						j = i + 1;
					
					// 保存j值
					temp2 = j;
					str = m_strCode[turn[j]];
					
					// 计算下一编码区间的概率总和
					effectcum = 0;
					for (; j < graygrade; j++)
					{
						// 判断是否是同一段编码
						if ((m_strCode[turn[j]].Right(1) != str.Right(1)) 
							|| (m_strCode[turn[j]].GetLength() != str.GetLength()))
							break;

						// 当前区间的概率总和增加
						effectcum += temp[j];
					}
					
					// 码字增加值为1
					str = "1";				
					// 判断该段编码已经完成
					if (temp2 + 1 == j)
						bFinished[temp2] = TRUE;
				}
			}
			else
			{
				//  开始下一轮编码
				lCount ++;
				
				// 重新赋2dSum为0
				dSum = 0;
				
				// 判断是不是对所有灰度值已经编码一遍
				if (i == graygrade - 1)
					j = lBegin;
				else
					j = i + 1;
				
				// 保存j值
				temp2 = j;
				str = m_strCode[turn[j]];
				
				// 计算下一编码区间的概率总和
				effectcum = 0;
				for (; j < graygrade; j++)
				{
					// 判断是否是同一段编码
					if ((m_strCode[turn[j]].Right(1) != str.Right(1)) 
						|| (m_strCode[turn[j]].GetLength() != str.GetLength()))
					{
						// 退出循环
						break;
					}
					
					// 累加
					effectcum += temp[j];
				}
				
				str = "1";
				
				// 判断该段编码已经完成
				if (temp2 + 1 == j)
					bFinished[temp2] = TRUE;
			}
		}
	}
	
	// 计算图像熵
	for (i = 0; i < graygrade; i ++)
	{
		// 判断概率是否大于0
		if (grayfreq[i] > 0)
		{
			// 计算图像熵
			m_shang -= grayfreq[i] * log(grayfreq[i]) / log(2.0);
		}
	}
	
	// 计算平均码字长度
	for (i = 0; i < graygrade; i ++)
	{
		// 累加
		m_length +=grayfreq[i] * m_strCode[i].GetLength();
	}
	
	// 计算编码效率
	m_effect = m_shang / m_length;	
	// 保存变动
	UpdateData(FALSE);
	/*************************************************
	输出编码结果
	*************************************************/	
	// 字符串变量，列表项目的显示
	CString	listname;
	// 控件ListCtrl的ITEM
	LV_ITEM codingItem;
	// 保存控件ListCtrl中添加的ITEM编号
	int		nItem2View;		
	// 设置CListCtrl控件样式
	m_codinglist.ModifyStyle(LVS_TYPEMASK, LVS_REPORT);	
	// 给List控件添加Header
	m_codinglist.InsertColumn(0, "像素灰度", LVCFMT_LEFT, 70, 0);
	m_codinglist.InsertColumn(1, "灰度概率", LVCFMT_LEFT, 70, 0);
	m_codinglist.InsertColumn(2, "编码码字", LVCFMT_LEFT, 90, 1);
	m_codinglist.InsertColumn(3, "码字长度", LVCFMT_LEFT, 60, 2);
	// 设置样式为文本
	codingItem.mask = LVIF_TEXT;
	// 添加显示
	for (i = 0; i < graygrade; i ++)
	{
		// 第一列显示
		codingItem.iItem = m_codinglist.GetItemCount();
		listname.Format("%u",i);
		codingItem.iSubItem = 0;
		codingItem.pszText= (LPTSTR)(LPCTSTR)listname;//显示像素灰度
		nItem2View = m_codinglist.InsertItem(&codingItem);
		codingItem.iItem = nItem2View;	
		// 第二列显示
		codingItem.iSubItem = 1;
		listname.Format("%f",grayfreq[i]);
		codingItem.pszText = (LPTSTR)(LPCTSTR)listname;
		m_codinglist.SetItem(&codingItem);
		
		// 第三列显示
		codingItem.iSubItem = 2;
		codingItem.pszText = (LPTSTR)(LPCTSTR)m_strCode[i];
		m_codinglist.SetItem(&codingItem);
		
		// 第四列显示
		codingItem.iSubItem = 3;
		listname.Format("%u",m_strCode[i].GetLength());
		codingItem.pszText = (LPTSTR)(LPCTSTR)listname;
		m_codinglist.SetItem(&codingItem);
	}	

	//  内存释放
	delete turn;
	delete temp;
	delete bFinished;	
	return TRUE;
}