freqpro.cpp

用C++实现的数字图像处理各个算法源代码 我精心整理的 很难的啊 希望可以给大家带来帮助

// AreaPro.cpp: implementation of the CFreqPro class.
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////

#include "stdafx.h"
#include "FreqPro.h"

#define AVERAGE   0
#define DISK      1
#define GAUSSIAN  2
#define LAPLACIAN 3
#define LOG       4
#define MOTION    5
#define PREWITT   6
#define SOBEL     7
#define UNSHARP   8

IMPLEMENT_DYNCREATE(CFreqPro, CObject)

#ifdef _DEBUG
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[]=__FILE__;
#define new DEBUG_NEW
#endif

//Diagnostics and dump member functions, overridden
#ifdef _DEBUG
void CFreqPro::Dump(CDumpContext &dc) const
{
	//call base class function first
	CObject::Dump(dc);
}
#endif

#ifdef _DEBUG
void CFreqPro::AssertValid() const
{
	//call inherited AssertValid first
	CObject::AssertValid();
	//Check CDibObject members...
	ASSERT(m_pDibObject != NULL);	//Must exist
}
#endif

/***********************************************************************
*                                                                      *
*                              频域处理类                              *
*                                                                      *
***********************************************************************/

////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//构造函数CFreqPro()    
//----------------------------------------------------------------------
//基本功能：构造一个CFreqPro类的对象，如不传入CDibObject对象。第一次调   
//			用某一个处理函数时必须给出一个CDibObject对象指针。
//----------------------------------------------------------------------
//参数说明：无
//----------------------------------------------------------------------
//返    回：无
//----------------------------------------------------------------------
////////////////////////////////////////////////////////////////////////

CFreqPro::CFreqPro()
{
	//初始化Matrix<LIB>类库
	initM(MATCOM_VERSION);
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//构造函数CFreqPro()    
//----------------------------------------------------------------------
//基本功能：构造一个CFreqPro类的对象并传入CDibObject对象。所有的操作都
//			针对该对象，直到另一个对象作为参数被传给图像处理函数。
//----------------------------------------------------------------------
//参数说明：CDibObject *pDibObject
//----------------------------------------------------------------------
//返    回：无
//----------------------------------------------------------------------
////////////////////////////////////////////////////////////////////////
CFreqPro::CFreqPro(CDibObject *pDibObject)
{
	//初始化Matrix<LIB>类库
	initM(MATCOM_VERSION);

	m_pDibObject = pDibObject;
}

//析构函数
CFreqPro::~CFreqPro()
{
	//结束Matrix<LIB>类库调用
	exitM();	
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//void SetDibObjectClass(CDibObject *pDibObject)   
//----------------------------------------------------------------------
//基本功能：本函数为CFreqPro类对象指定一个CDibObject对象指针
//----------------------------------------------------------------------
//参数说明：CDibObject *pDibObject, 默认为NULL。
//----------------------------------------------------------------------
//返    回：无。
//----------------------------------------------------------------------
////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void CFreqPro::SetDibObjectClass( CDibObject *pDibObject )
{
	m_pDibObject = pDibObject;
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//Mm GetMatData()   
//----------------------------------------------------------------------
//基本功能：本函数根据CDibObject对象指针指定的图像，生成图像数据矩阵。
//----------------------------------------------------------------------
//参数说明：无。
//----------------------------------------------------------------------
//返    回：Mm	图像数据矩阵
//----------------------------------------------------------------------
////////////////////////////////////////////////////////////////////////
Mm CFreqPro::GetMatData()
{
	//图像指针为空，无法操作返回
	if(m_pDibObject == NULL) return(NULL);

	//对不是8位的图像不作任何操作直接返回
	if(m_pDibObject->GetNumBits() != 8) 
	{
		AfxMessageBox("目前只支持8位图像的处理！");
		return( NULL );
	}

	//获取图像宽度和高度（以像素为单位）
	int nWidth = m_pDibObject->GetWidth();
	int nHeight = m_pDibObject->GetHeight();

	//定义变量
	unsigned char *pBuffer, *pBits;
	RGBQUAD *pPalette;
	int nWidthBytes, nNumColors;

	//获得图像指针
	pBuffer = (unsigned char *) m_pDibObject->GetDIBPointer( &nWidthBytes, 
		                                       m_pDibObject->GetNumBits());
	if( pBuffer == NULL ) return( NULL );

	//获得颜色数
	nNumColors = m_pDibObject->GetNumColors();
	//获得调色板指针
	pPalette = (RGBQUAD *) &pBuffer[sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER)];
	//获得位图数据指针
	pBits = (unsigned char *) &pBuffer[sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER)
		                               + nNumColors * sizeof(RGBQUAD)];

	//图像数据区大小（字节总数）
	DWORD SizeImage = nWidthBytes * nHeight;

	//创建图像数据矩阵，并将其元素初始值设为0
	m_matBits = zeros(1, SizeImage);

	//默认的矩阵数据类型是double，
	//首先将其转换为unsigned char型，
	//以便用memcpy内存拷贝命令将图像数据赋给矩阵。
	m_matBits = muint8(m_matBits);

	//通过Matrix<LIB>C++库的.addr()函数返回矩阵变量的内存指针，以完成对矩阵单元的访问。
	//用memcpy内存拷贝命令将图像数据赋给矩阵。
	memcpy(m_matBits.addr(), pBits, SizeImage);

	//由于Mm类型的矩阵是按先列后行的顺序排列，
	//在此用reshape()函数将创建的一维矩阵m_matBits变维为nWidthBytes×nHeight的二维矩阵。
	//再用rot90()函数将二维矩阵逆时针旋转90度，将矩阵变为nHeight×nWidthBytes的二维矩阵，
	//并使的矩阵的第nHeight行对应图像数据的第一行数据。
	m_matBits = rot90(reshape(m_matBits, nWidthBytes, nHeight));

	//若图像宽度与其字节宽度不同，
	//则将由系统补齐的每行字节数为4的整数倍的各列0删除，以减小矩阵大小加快处理速度。
	if(nWidthBytes != nWidth)
	{
		//相当于Matlab中的X=X(:,1:nWidth)操作
		m_matBits = m_matBits(c_p, colon(1, 1, nWidth));
	}

	//将矩阵由unsigned char型转换为double型，以便进行运算
	m_matBits = mdouble(m_matBits);

	//内存解锁
	::GlobalUnlock(m_pDibObject->GetDib());

	return( m_matBits );
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//BOOL SetBits()   
//----------------------------------------------------------------------
//基本功能：本函数根据用图像数据矩阵重设图像数据区
//----------------------------------------------------------------------
//参数说明：无。
//----------------------------------------------------------------------
//返    回：BOOL
//			成功时返回TRUE，失败时返回FALSE。
//----------------------------------------------------------------------
////////////////////////////////////////////////////////////////////////
BOOL CFreqPro::SetBits()
{
	//图像指针为空，无法操作返回
	if(m_pDibObject == NULL) return(FALSE);

	//对1位及4位图像不作任何操作直接返回
	if(m_pDibObject->GetNumBits() != 8) 
	{
		AfxMessageBox("目前只支持8位灰度图像的处理！");
		return( FALSE );
	}

	//获取图像宽度和高度（以像素为单位）
	int nWidth = m_pDibObject->GetWidth();
	int nHeight = m_pDibObject->GetHeight();

	//定义变量
	unsigned char *pBuffer, *pBits;
	RGBQUAD *pPalette;
	int nWidthBytes, nNumColors;

	//获得图像指针
	pBuffer = (unsigned char *) m_pDibObject->GetDIBPointer( &nWidthBytes, 
		                                       m_pDibObject->GetNumBits());
	if( pBuffer == NULL ) return( NULL );

	//获得颜色数
	nNumColors = m_pDibObject->GetNumColors();
	//获得调色板指针
	pPalette = (RGBQUAD *) &pBuffer[sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER)];
	//获得位图数据指针
	pBits = (unsigned char *) &pBuffer[sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER)
		                               + nNumColors * sizeof(RGBQUAD)];

		//创建矩阵变换，其元素初始值设为0
	if(isempty(m_matBits) == 1)
	{
		return FALSE;
	}

	//将矩阵数据范围限定于（0——255）
	m_matBits = mabs(m_matBits);
	Mm L = m_matBits > 255.0;
	Mm NotL = !L;
	m_matBits = times(m_matBits, NotL) + L * 255.0;

	//将矩阵由double型转换为unsigned char型，以便将图像数据赋给矩阵
	m_matBits = muint8(m_matBits);

	//补0，以满足BMP图像对行宽字节数为4的整数倍的要求。
	int nTmp = (int)rem(nWidth, 4);
	int nPadding;

	if(nTmp > 0)
	{
		nPadding = 4 - nTmp;
		m_matBits = cat(2, m_matBits, 
			repmat(muint8(0), (BR(size(m_matBits, 1)), nPadding)));
	}
	else
	{
		nPadding = 0;
	}

	//对矩阵进行转置操作
	m_matBits = rot90(m_matBits, -1);

	//将图像数据赋绘矩阵
	memcpy(pBits, m_matBits.addr(), (nWidthBytes * nHeight)*sizeof(unsigned char));

	//内存解锁
	::GlobalUnlock(m_pDibObject->GetDib());

	return( TRUE );
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//Mm FFT2()   
//----------------------------------------------------------------------
//基本功能：本函数完成图像的快速傅立叶变换。
//----------------------------------------------------------------------
//参数说明：CDibObject *pDibObject	图像对象指针。
//----------------------------------------------------------------------
//返    回：Mm	返回变换结果矩阵
//----------------------------------------------------------------------
////////////////////////////////////////////////////////////////////////
Mm CFreqPro::FFT2(CDibObject *pDibObject)
{
	//CDibObject对象指针
	if( pDibObject != NULL ) m_pDibObject = pDibObject;

	//若未指定 CDibObject 对象指针返回FALSE
	if( m_pDibObject == NULL ) return( FALSE );

	//创建图像数据矩阵
	GetMatData();

	//获得矩阵的行数和列数
	Mm mSize = size(m_matBits);

	//调用Matrix<Lib>C++库函数fft2()完成二维离散傅立叶变换
	Mm ff = fft2(m_matBits);

	Mm matTransed = ff;

	//调用Matrix<Lib>C++库函数fftshift()将频域中心移到矩阵中心
	ff = fftshift(ff);

	//调用Matrix<Lib>C++库函数mabs()计算频谱
	m_matBits = mabs(ff) / sqrt(mSize.r(1,1)*mSize.r(1,2));

	//将矩阵数据赋给图像数据区
	SetBits();
	
	return matTransed;
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//BOOL NFFT2()   
//----------------------------------------------------------------------
//基本功能：本函数完成图像的快速傅立叶逆变换。
//----------------------------------------------------------------------
//参数说明：Mm matTransed	被变换的矩阵
//----------------------------------------------------------------------
//返    回：BOOL
//			成功时返回TRUE，失败时返回FALSE。
//----------------------------------------------------------------------
////////////////////////////////////////////////////////////////////////
BOOL CFreqPro::NFFT2(Mm matTransed)
{
	//若未指定 CDibObject 对象指针返回FALSE
	if( m_pDibObject == NULL ) return( FALSE );

	//调用Matrix<Lib>C++库函数fft2()完成二维离散傅立叶变换
	m_matBits = ifft2(matTransed);

	//将矩阵数据赋给图像数据区
	SetBits();
	
	return(TRUE);
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//Mm DCT2()   
//----------------------------------------------------------------------
//基本功能：本函数完成图像的离散余弦变换。
//----------------------------------------------------------------------
//参数说明：CDibObject *pDibObject	图像对象指针。
//----------------------------------------------------------------------
//返    回：Mm	返回变换结果矩阵
//----------------------------------------------------------------------
////////////////////////////////////////////////////////////////////////
Mm CFreqPro::DCT2(CDibObject *pDibObject)
{
	//CDibObject对象指针
	if( pDibObject != NULL ) m_pDibObject = pDibObject;
	//若未指定 CDibObject 对象指针返回FALSE
	if( m_pDibObject == NULL ) return( FALSE );

	//创建图像数据矩阵
	GetMatData();

	Mm ff = dct2(m_matBits);

	Mm matTransed = ff;

	//调用Matrix<Lib>C++库函数mabs()计算频谱
	m_matBits = mabs(ff);

	//将矩阵数据赋给图像数据区
	SetBits();
	
	return matTransed;
}

////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//Mm WHT2()   
//----------------------------------------------------------------------
//基本功能：本函数完成图像的离散沃尔什哈达玛变换。
//----------------------------------------------------------------------
//参数说明：CDibObject *pDibObject	图像对象指针。
//----------------------------------------------------------------------
//返    回：Mm	返回变换结果矩阵
//----------------------------------------------------------------------
////////////////////////////////////////////////////////////////////////
Mm CFreqPro::WHT2(CDibObject *pDibObject)
{
	//CDibObject对象指针
	if( pDibObject != NULL ) m_pDibObject = pDibObject;
	//若未指定 CDibObject 对象指针返回FALSE
	if( m_pDibObject == NULL ) return( FALSE );

	//创建图像数据矩阵
	GetMatData();

	//获得矩阵的行数和列数
	Mm mSize = size(m_matBits);

	BOOL bPowered = FALSE;

	if(bIs2Power((int)mSize.r(1,1))) bPowered = TRUE;
	if(bIs2Power((int)mSize.r(1,1)/12)) bPowered = TRUE;
	if(bIs2Power((int)mSize.r(1,1)/20)) bPowered = TRUE;