edgecontour.cpp

一个比较重要的车牌识别程序

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//  文件名：edgecontour.cpp
//
//  图像边缘与轮廓运算API函数库：
//
//  RobertDIB()		- robert边缘检测运算
//  SobelDIB()		- sobel边缘检测运算
//  PrewittDIB()	- prewitt边缘检测运算
//  KirschDIB()		- kirsch边缘检测运算
//  GaussDIB()		- gauss边缘检测运算
//  HoughDIB()		- 利用Hough变换检测平行直线
//  ContourDIB()	- 轮廓提取
//  TraceDIB()		- 轮廓跟踪
//  FillDIB()		- 种子填充算法1
//  Fill2DIB()		- 种子填充算法2

//  添加水平和垂直边缘检测
//  spDIB()         - 水平   
//  czDIB()         - 垂直 


//
// ************************************************************************

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

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

/*************************************************************************
 *
 * 函数名称：
 *   RobertDIB()
 *
 * 参数:
 *   LPSTR lpDIBBits    - 指向源DIB图像指针
 *   LONG  lWidth       - 源图像宽度（象素数，必须是4的倍数）
 *   LONG  lHeight      - 源图像高度（象素数）
 * 返回值:
 *   BOOL               - 边缘检测成功返回TRUE，否则返回FALSE。
 *
 * 说明:
 * 该函数用Robert边缘检测算子对图像进行边缘检测运算。
 * 
 * 要求目标图像为灰度图像。
 ************************************************************************/

BOOL WINAPI RobertDIB(LPSTR lpDIBBits, LONG lWidth, LONG lHeight)
{
	
	// 指向源图像的指针
	LPSTR	lpSrc;
	
	// 指向缓存图像的指针
	LPSTR	lpDst;
	
	// 指向缓存DIB图像的指针
	LPSTR	lpNewDIBBits;
	HLOCAL	hNewDIBBits;

	//循环变量
	long i;
	long j;

	//像素值
	double result;
	unsigned char pixel[4];

	// 暂时分配内存，以保存新图像
	hNewDIBBits = LocalAlloc(LHND, lWidth * lHeight);

	if (hNewDIBBits == NULL)
	{
		// 分配内存失败
		return FALSE;
	}
	
	// 锁定内存
	lpNewDIBBits = (char * )LocalLock(hNewDIBBits);

	// 初始化新分配的内存，设定初始值为255
	lpDst = (char *)lpNewDIBBits;
	memset(lpDst, (BYTE)255, lWidth * lHeight);


	//使用水平方向的结构元素进行腐蚀
	for(j = lHeight-1; j > 0; j--)
	{
		for(i = 0;i <lWidth-1; i++)
		{
			//由于使用2×2的模板，为防止越界，所以不处理最下边和最右边的两列像素

			// 指向源图像第j行，第i个象素的指针			
			lpSrc = (char *)lpDIBBits + lWidth * j + i;

			// 指向目标图像第j行，第i个象素的指针			
			lpDst = (char *)lpNewDIBBits + lWidth * j + i;

			//取得当前指针处2*2区域的像素值，注意要转换为unsigned char型
			pixel[0] = (unsigned char)*lpSrc;
			pixel[1] = (unsigned char)*(lpSrc + 1);
			pixel[2] = (unsigned char)*(lpSrc - lWidth);
			pixel[3] = (unsigned char)*(lpSrc - lWidth + 1);

			//计算目标图像中的当前点
			 result = sqrt(( pixel[0] - pixel[3] )*( pixel[0] - pixel[3] ) + \
				  ( pixel[1] - pixel[2] )*( pixel[1] - pixel[2] ));
			*lpDst = (unsigned char)result;
		
		}
	}

	// 复制腐蚀后的图像
	memcpy(lpDIBBits, lpNewDIBBits, lWidth * lHeight);

	// 释放内存
	LocalUnlock(hNewDIBBits);
	LocalFree(hNewDIBBits);

	// 返回
	return TRUE;
}

/*************************************************************************
 *
 * 函数名称：
 *   SobelDIB()
 *
 * 参数:
 *   LPSTR lpDIBBits    - 指向源DIB图像指针
 *   LONG  lWidth       - 源图像宽度（象素数，必须是4的倍数）
 *   LONG  lHeight      - 源图像高度（象素数）
 * 返回值:
 *   BOOL               - 边缘检测成功返回TRUE，否则返回FALSE。
 *
 * 说明:
 * 该函数用Sobel边缘检测算子对图像进行边缘检测运算。
 * 
 * 要求目标图像为灰度图像。
 ************************************************************************/

BOOL WINAPI SobelDIB(LPSTR lpDIBBits, LONG lWidth, LONG lHeight)
{
	
	// 指向缓存图像的指针
	LPSTR	lpDst1;
	LPSTR	lpDst2;
	
	// 指向缓存DIB图像的指针
	LPSTR	lpNewDIBBits1;
	HLOCAL	hNewDIBBits1;
	LPSTR	lpNewDIBBits2;
	HLOCAL	hNewDIBBits2;

	//循环变量
	long i;
	long j;

	// 模板高度
	int		iTempH;
	
	// 模板宽度
	int		iTempW;
	
	// 模板系数
	FLOAT	fTempC;
	
	// 模板中心元素X坐标
	int		iTempMX;
	
	// 模板中心元素Y坐标
	int		iTempMY;
	
	//模板数组
	FLOAT aTemplate[9];

	// 暂时分配内存，以保存新图像
	hNewDIBBits1 = LocalAlloc(LHND, lWidth * lHeight);

	if (hNewDIBBits1 == NULL)
	{
		// 分配内存失败
		return FALSE;
	}
	
	// 锁定内存
	lpNewDIBBits1 = (char * )LocalLock(hNewDIBBits1);

	// 暂时分配内存，以保存新图像
	hNewDIBBits2 = LocalAlloc(LHND, lWidth * lHeight);

	if (hNewDIBBits2 == NULL)
	{
		// 分配内存失败
		return FALSE;
	}
	
	// 锁定内存
	lpNewDIBBits2 = (char * )LocalLock(hNewDIBBits2);

	// 拷贝源图像到缓存图像中
	lpDst1 = (char *)lpNewDIBBits1;
	memcpy(lpNewDIBBits1, lpDIBBits, lWidth * lHeight);
	lpDst2 = (char *)lpNewDIBBits2;
	memcpy(lpNewDIBBits2, lpDIBBits, lWidth * lHeight);

	// 设置Sobel模板参数
	iTempW = 3;
	iTempH = 3;
	fTempC = 1.0;
	iTempMX = 1;
	iTempMY = 1;
	aTemplate[0] = -1.0;
	aTemplate[1] = -2.0;
	aTemplate[2] = -1.0;
	aTemplate[3] = 0.0;
	aTemplate[4] = 0.0;
	aTemplate[5] = 0.0;
	aTemplate[6] = 1.0;
	aTemplate[7] = 2.0;
	aTemplate[8] = 1.0;

	// 调用Template()函数
	if (!Template(lpNewDIBBits1, lWidth, lHeight, 
		iTempH, iTempW, iTempMX, iTempMY, aTemplate, fTempC))
	{
		return FALSE;
	}

	// 设置Sobel模板参数
	aTemplate[0] = -1.0;
	aTemplate[1] = 0.0;
	aTemplate[2] = 1.0;
	aTemplate[3] = -2.0;
	aTemplate[4] = 0.0;
	aTemplate[5] = 2.0;
	aTemplate[6] = -1.0;
	aTemplate[7] = 0.0;
	aTemplate[8] = 1.0;

	// 调用Template()函数
	if (!Template(lpNewDIBBits2, lWidth, lHeight, 
		iTempH, iTempW, iTempMX, iTempMY, aTemplate, fTempC))
	{
		return FALSE;
	}

	//求两幅缓存图像的最大值
	for(j = 0; j <lHeight; j++)
	{
		for(i = 0;i <lWidth-1; i++)
		{

			// 指向缓存图像1倒数第j行，第i个象素的指针			
			lpDst1 = (char *)lpNewDIBBits1 + lWidth * j + i;

			// 指向缓存图像2倒数第j行，第i个象素的指针			
			lpDst2 = (char *)lpNewDIBBits2 + lWidth * j + i;
			
			if(*lpDst2 > *lpDst1)
				*lpDst1 = *lpDst2;
		
		}
	}

	// 复制经过模板运算后的图像到源图像
	memcpy(lpDIBBits, lpNewDIBBits1, lWidth * lHeight);

	// 释放内存
	LocalUnlock(hNewDIBBits1);
	LocalFree(hNewDIBBits1);

	LocalUnlock(hNewDIBBits2);
	LocalFree(hNewDIBBits2);
	// 返回
	return TRUE;
}

/*************************************************************************
 *
 * 函数名称：
 *   PrewittDIB()
 *
 * 参数:
 *   LPSTR lpDIBBits    - 指向源DIB图像指针
 *   LONG  lWidth       - 源图像宽度（象素数，必须是4的倍数）
 *   LONG  lHeight      - 源图像高度（象素数）
 * 返回值:
 *   BOOL               - 边缘检测成功返回TRUE，否则返回FALSE。
 *
 * 说明:
 * 该函数用Prewitt边缘检测算子对图像进行边缘检测运算。
 * 
 * 要求目标图像为灰度图像。
 ************************************************************************/

BOOL WINAPI PrewittDIB(LPSTR lpDIBBits, LONG lWidth, LONG lHeight)
{
	
	// 指向缓存图像的指针
	LPSTR	lpDst1;
	LPSTR	lpDst2;
	
	// 指向缓存DIB图像的指针
	LPSTR	lpNewDIBBits1;
	HLOCAL	hNewDIBBits1;
	LPSTR	lpNewDIBBits2;
	HLOCAL	hNewDIBBits2;

	//循环变量
	long i;
	long j;

	// 模板高度
	int		iTempH;
	
	// 模板宽度
	int		iTempW;
	
	// 模板系数
	FLOAT	fTempC;
	
	// 模板中心元素X坐标
	int		iTempMX;
	
	// 模板中心元素Y坐标
	int		iTempMY;
	
	//模板数组
	FLOAT aTemplate[9];

	// 暂时分配内存，以保存新图像
	hNewDIBBits1 = LocalAlloc(LHND, lWidth * lHeight);

	if (hNewDIBBits1 == NULL)
	{
		// 分配内存失败
		return FALSE;
	}
	
	// 锁定内存
	lpNewDIBBits1 = (char * )LocalLock(hNewDIBBits1);

	// 暂时分配内存，以保存新图像
	hNewDIBBits2 = LocalAlloc(LHND, lWidth * lHeight);

	if (hNewDIBBits2 == NULL)
	{
		// 分配内存失败
		return FALSE;
	}
	
	// 锁定内存
	lpNewDIBBits2 = (char * )LocalLock(hNewDIBBits2);

	// 拷贝源图像到缓存图像中
	lpDst1 = (char *)lpNewDIBBits1;
	memcpy(lpNewDIBBits1, lpDIBBits, lWidth * lHeight);
	lpDst2 = (char *)lpNewDIBBits2;
	memcpy(lpNewDIBBits2, lpDIBBits, lWidth * lHeight);


	// 设置Prewitt模板参数
	iTempW = 3;
	iTempH = 3;
	fTempC = 1.0;
	iTempMX = 1;
	iTempMY = 1;
	aTemplate[0] = -1.0;
	aTemplate[1] = -1.0;
	aTemplate[2] = -1.0;
	aTemplate[3] = 0.0;
	aTemplate[4] = 0.0;
	aTemplate[5] = 0.0;
	aTemplate[6] = 1.0;
	aTemplate[7] = 1.0;
	aTemplate[8] = 1.0;

	// 调用Template()函数
	if (!Template(lpNewDIBBits1, lWidth, lHeight, 
		iTempH, iTempW, iTempMX, iTempMY, aTemplate, fTempC))
	{
		return FALSE;
	}

	// 设置Prewitt模板参数
	aTemplate[0] = 1.0;
	aTemplate[1] = 0.0;
	aTemplate[2] = -1.0;
	aTemplate[3] = 1.0;
	aTemplate[4] = 0.0;
	aTemplate[5] = -1.0;
	aTemplate[6] = 1.0;
	aTemplate[7] = 0.0;
	aTemplate[8] = -1.0;

	// 调用Template()函数
	if (!Template(lpNewDIBBits2, lWidth, lHeight, 
		iTempH, iTempW, iTempMX, iTempMY, aTemplate, fTempC))
	{
		return FALSE;
	}

	//求两幅缓存图像的最大值
	for(j = 0; j <lHeight; j++)
	{
		for(i = 0;i <lWidth-1; i++)
		{

			// 指向缓存图像1倒数第j行，第i个象素的指针			
			lpDst1 = (char *)lpNewDIBBits1 + lWidth * j + i;

			// 指向缓存图像2倒数第j行，第i个象素的指针			
			lpDst2 = (char *)lpNewDIBBits2 + lWidth * j + i;
			
			if(*lpDst2 > *lpDst1)
				*lpDst1 = *lpDst2;
		
		}
	}

	// 复制经过模板运算后的图像到源图像
	memcpy(lpDIBBits, lpNewDIBBits1, lWidth * lHeight);

	// 释放内存
	LocalUnlock(hNewDIBBits1);
	LocalFree(hNewDIBBits1);

	LocalUnlock(hNewDIBBits2);
	LocalFree(hNewDIBBits2);
	// 返回
	return TRUE;
}

/*************************************************************************
 *
 * 函数名称：
 *   KirschDIB()
 *
 * 参数:
 *   LPSTR lpDIBBits    - 指向源DIB图像指针
 *   LONG  lWidth       - 源图像宽度（象素数，必须是4的倍数）
 *   LONG  lHeight      - 源图像高度（象素数）
 * 返回值:
 *   BOOL               - 边缘检测成功返回TRUE，否则返回FALSE。
 *
 * 说明:
 * 该函数用kirsch边缘检测算子对图像进行边缘检测运算。
 * 
 * 要求目标图像为灰度图像。
 ************************************************************************/

BOOL WINAPI KirschDIB(LPSTR lpDIBBits, LONG lWidth, LONG lHeight)
{
	
	// 指向缓存图像的指针
	LPSTR	lpDst1;
	LPSTR	lpDst2;
	
	// 指向缓存DIB图像的指针
	LPSTR	lpNewDIBBits1;
	HLOCAL	hNewDIBBits1;
	LPSTR	lpNewDIBBits2;
	HLOCAL	hNewDIBBits2;

	//循环变量
	long i;
	long j;

	// 模板高度
	int		iTempH;
	
	// 模板宽度
	int		iTempW;
	
	// 模板系数
	FLOAT	fTempC;
	
	// 模板中心元素X坐标