spacefilter.cpp

电子书《数字图像处理学》Visual C++实现 郎锐编写 所附源码

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//  文件名：SpaceFilter.cpp
//
//  图像空域滤波处理函数库：
//
//  MakeEmboss()			- 浮雕化处理
//	PixelFilter()			- 对图象进行小区域模版滤波
//	StencilFilter()			- 对图象进行模版滤波
//  MedianFilter()			- 对图象进行中值滤波（非线形平滑滤波）
//	OverRun()				- 对图象进行超限模版滤波处理
//
// ************************************************************************

#include "stdafx.h"
#include "dip_system.h"
#include "SpaceFilter.h"

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

#define MAX(a,b) ((a)>(b))?(a):(b) 
#define MIN(a,b) ((a)<(b))?(a):(b)
#define BOUND(c,i,j)  (MAX((i),MIN((c),(j))))

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CSpaceFilter

CSpaceFilter::CSpaceFilter()
{
}

CSpaceFilter::~CSpaceFilter()
{
}


BEGIN_MESSAGE_MAP(CSpaceFilter, CWnd)
	//{{AFX_MSG_MAP(CSpaceFilter)
		// NOTE - the ClassWizard will add and remove mapping macros here.
	//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()


/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CSpaceFilter message handlers

/*************************************************************************
 *
 * 函数名称：
 *   PixelFilter()
 *
 * 参数:
 *   LPBYTE lpDst			- 目标图象数据
 *   LPBYTE lpSrc			- 源图象数据
 *   LPKERNEL lpKernel		- 指向KERNEL结构对象的指针
 *   DWORD dwWidthBytes		- 一行图象所占字节数
 *   BOOL bEmboss			- 是否需要增强处理
 *
 * 返回值:
 *   无返回值
 *
 * 说明:
 *   该函数将对图象进行小区域模版滤波
 *
 ************************************************************************/

void CSpaceFilter::PixelFilter(LPBYTE lpDst, LPBYTE lpSrc, LPKERNEL lpKernel, DWORD dwWidthBytes, BOOL bEmboss)
{
	// 循环变量
	LONG   i;
	LONG   j;

	// 临时变量
	LONG   temp;
	LONG   R;
	LONG   G;
	LONG   B;
	LPBYTE  lpTemp1;
	LPBYTE  lpTemp2;

	// 初始化
	R = G = B = 0;

	// lpTemp1 = lpSrc + dwWidthBytes - 3
	lpTemp1 = lpSrc + dwWidthBytes - lpKernel->Dimention; 
	
	// 对小区域进行模版空域滤波
	for(i = 0; i < lpKernel->Dimention; i++)
	{
		lpTemp2 = lpTemp1;
		for(j = 0; j < lpKernel->Dimention; j++)
		{
			temp = lpKernel->Element[i][j];
			B += (*lpTemp2++) * temp;
			G += (*lpTemp2++) * temp;
			R += (*lpTemp2++) * temp;
		}
		lpTemp1 -= dwWidthBytes;
	}

	// 取模版除数
	temp = lpKernel->Divisor;

	if(temp != 1)
	{
		R /= temp;
		G /= temp;
		B /= temp;
	}

	// 如浮雕处理则需将背景色置为RGB(128,128,128)
	if(bEmboss)
	{
		R += 128;
		G += 128;
		B += 128;
	}

	// 防止超界
	R = BOUND(R,0,255);
	G = BOUND(G,0,255);
	B = BOUND(B,0,255);

	// 将处理后结果保存到DIB
	*lpDst++ = (BYTE)B;
	*lpDst++ = (BYTE)G;
	*lpDst   = (BYTE)R;
}

/*************************************************************************
 *
 * 函数名称：
 *   MakeEmboss()
 *
 * 参数:
 *   HDIB hDIB          - 待处理的DIB
 *   int  nEmbossMode   - 采取的浮雕化模式
 *
 * 返回值:
 *   HDIB				- 新的DIB
 *
 * 说明:
 *   该函数将彩色位图进行浮雕化处理
 *
 ************************************************************************/

HDIB CSpaceFilter::MakeEmboss(HDIB hDIB, int nEmbossMode)
{
	// 循环变量
	LONG i;
	LONG j;
	LONG k;

	// 获取指向KERNEL结构对象的指针
	LPKERNEL  lpKernel = &Emboss[nEmbossMode];

	// 新DIB句柄
	HDIB	hNewDIB;

	// 指向DIB的指针
	LPBYTE lpDIB;
	LPBYTE lpNewDIB;
	
	// 指向DIB象素指针
	LPBYTE lpDIBBits;
	LPBYTE lpNewDIBBits;

	// 指向BITMAPINFO结构的指针（Win3.0）
	LPBITMAPINFOHEADER lpbmi;
	
	// 指向BITMAPCOREINFO结构的指针
	LPBITMAPCOREHEADER lpbmc;

	// 锁定DIB
	lpDIB = (LPBYTE) ::GlobalLock((HGLOBAL) hDIB);

	// 找到DIB图像象素起始位置
	lpDIBBits = (LPBYTE)m_clsDIB.FindDIBBits(lpDIB);
	
	// 判断是否是24-bpp位图
	if (m_clsDIB.DIBBitCount(lpDIB) != 24)
	{
		// 提示用户
		MessageBox("请先将其转换为24位色位图，再进行处理！", "系统提示" , MB_ICONINFORMATION | MB_OK);
		
		// 解除锁定
		::GlobalUnlock((HGLOBAL) hDIB);
		
		// 返回
		return NULL;
	}
	
	// 更改光标形状
	BeginWaitCursor();
	
	// DIB的宽度
	LONG lWidth = m_clsDIB.DIBWidth(lpDIB);
	
	// DIB的高度
	LONG lHeight = m_clsDIB.DIBHeight(lpDIB);

	// 计算图像每行的字节数
	LONG lLineBytes = WIDTHBYTES(lWidth * 24);

	// 分配内存，以保存新DIB
	hNewDIB = (HDIB) ::GlobalAlloc(GHND, lLineBytes * lHeight 
				+ *(LPDWORD)lpDIB + m_clsDIB.PaletteSize(lpDIB));
	
	// 判断是否内存分配失败
	if (hNewDIB == NULL)
	{
		// 分配内存失败
		return NULL;
	}
	
	// 锁定内存
	lpNewDIB = (LPBYTE)::GlobalLock((HGLOBAL) hNewDIB);

	// 复制DIB信息头和调色板
	memcpy(lpNewDIB, lpDIB, *(LPDWORD)lpDIB + m_clsDIB.PaletteSize(lpDIB));
	
	// 找到新DIB象素起始位置
	lpNewDIBBits = (LPBYTE)m_clsDIB.FindDIBBits(lpNewDIB);

	// 获取指针
	lpbmi = (LPBITMAPINFOHEADER)lpNewDIB;
	lpbmc = (LPBITMAPCOREHEADER)lpNewDIB;
	
	// 更新DIB中图像的高度和宽度
	if (IS_WIN30_DIB(lpNewDIB))
	{
		// 对于Windows 3.0 DIB
		lpbmi->biWidth = lWidth;
		lpbmi->biHeight = lHeight;
	}
	else
	{
		// 对于其它格式的DIB
		lpbmc->bcWidth = (unsigned short) lWidth;
		lpbmc->bcHeight = (unsigned short) lHeight;
	}	

	// 临时变量
    LPBYTE  lpSrcTemp,lpDstTemp;
	LPBYTE  lpSrcPixel,lpDstPixel;

	// 图象第一行地址
	lpSrcTemp = lpDIBBits + (lHeight - 1) * lLineBytes;
	lpDstTemp = lpNewDIBBits  + (lHeight - 1) * lLineBytes;

	// 复制图像的第一行;
	memcpy(lpDstTemp, lpSrcTemp, lLineBytes);

	// 修正指针
	lpSrcTemp -= lLineBytes;
	lpDstTemp -= lLineBytes;

	// 对整幅图象实施小区域空域滤波处理
	for(i = 0; i< lHeight - 2; i++)
	{
		lpSrcPixel = lpSrcTemp;
		lpDstPixel = lpDstTemp;
		
		// 复制每行的第一个像素;
		for(k = 0; k < 3; k++)
		{
			*lpDstPixel = *lpSrcPixel;
			lpDstPixel++;
			lpSrcPixel++;
		}

		// 调用小区域滤波函数对各行数据进行处理
		for(j = 0; j < lWidth - 2; j++)
		{
			PixelFilter(lpDstPixel, lpSrcPixel, lpKernel, lLineBytes, TRUE);
			lpSrcPixel += 3;
			lpDstPixel += 3;
		}

		// 复制每行的最后一个像素;
		for(k = 0; k < 3; k++)
		{
			*lpDstPixel = *lpSrcPixel;
			lpDstPixel++;
			lpSrcPixel++;
		}

		// 修正指针
		lpSrcTemp -= lLineBytes;
		lpDstTemp -= lLineBytes;
	}

	//复制图像的最后一行;
	memcpy(lpDstTemp, lpSrcTemp, lLineBytes);

	// 解除锁定
	::GlobalUnlock((HGLOBAL) hDIB);

	// 恢复光标
	EndWaitCursor();

	return hNewDIB;
}


/*************************************************************************
 *
 * 函数名称：
 *   StencilFilter()
 *
 * 参数:
 *   HDIB hDIB          - 待处理的DIB
 *	 LPKERNEL lpKernel	- 获取指向KERNEL结构对象的指针
 *
 * 返回值:
 *	 无返回值
 *
 * 说明:
 *   该函数将彩色位图进行模版滤波处理
 *
 ************************************************************************/

void CSpaceFilter::StencilFilter(HDIB hDIB, LPKERNEL  lpKernel)
{
	// 循环变量
	LONG i;
	LONG j;
	LONG k;
	LONG l;

	// 临时变量
	LONG R, G, B;

	// 指向DIB的指针
	LPBYTE lpDIB;
	
	// 指向DIB象素指针
	LPBYTE lpDIBBits;
	
	// 锁定DIB
	lpDIB = (LPBYTE) ::GlobalLock((HGLOBAL) hDIB);

	// 找到DIB图像象素起始位置
	lpDIBBits = m_clsDIB.FindDIBBits(lpDIB);
	
	// 判断是否是24-bpp位图
	if (m_clsDIB.DIBBitCount(lpDIB) != 24)
	{
		// 提示用户
		MessageBox("请先将其转换为24位色位图，再进行处理！", "系统提示" , MB_ICONINFORMATION | MB_OK);
		
		// 解除锁定
		::GlobalUnlock((HGLOBAL) hDIB);
		
		// 返回
		return;
	}
	
	// 更改光标形状
	BeginWaitCursor();
	
	// DIB的宽度
	LONG lWidth = m_clsDIB.DIBWidth(lpDIB);
	
	// DIB的高度
	LONG lHeight = m_clsDIB.DIBHeight(lpDIB);

	// 计算图像每行的字节数
	LONG lLineBytes = WIDTHBYTES(lWidth * 24);

	// 申请并分配中间缓存
	HLOCAL hLocal = LocalAlloc(GHND, lLineBytes * lHeight);
	if (hLocal == NULL)
		return;
	LPBYTE m_temp = (LPBYTE)LocalLock(hLocal);

	// 复制图象数据到中间缓存
	for (i = 0; i < lHeight; i ++)
	{
		for (j = 0; j < lLineBytes; j ++)
		{
			*(m_temp + lLineBytes * i + j) = *((unsigned char *)lpDIBBits + lLineBytes * i + j);
			j++;
			*(m_temp + lLineBytes * i + j) = *((unsigned char *)lpDIBBits + lLineBytes * i + j);
			j++;
			*(m_temp + lLineBytes * i + j) = *((unsigned char *)lpDIBBits + lLineBytes * i + j);
		}
	}

	// 模版滤波
	for (i = 0; i < lWidth; i++)			//被处理像素在i列