dibapi.cpp

基于傅里叶变换的掌纹识别！该方法的基本思想是先将掌纹图像应用傅立叶变换转换到频域,然后在频域中进行特征提取和描述.提取出来的特征备用来索引掌纹数据库,以便当一个新的掌纹图像被输入时,可以很快确定该手掌

			
			// 更新dwBuffUsed
			dwBuffUsed ++;
		}
	}
	
	// 写入编码结果
	file.WriteHuge((LPSTR)lpDst, dwBuffUsed);
	
	// 释放内存
	delete lpDst;
	
	//**************************************************************************
	// 写入调色板信息
	
	// 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;
	
	// 开辟一片缓冲区以保存调色板
	lpDst = new BYTE[769];
	
	// 调色板起始字节
	* lpDst = 0x0C;
	
	// 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;
	
	// 判断是否是WIN3.0的DIB
	bWinStyleDIB = IS_WIN30_DIB(lpDIB);
	
	// 读取当前DIB调色板
	for (i = 0; i < 256; i ++)
	{
		if (bWinStyleDIB)
		{
			// 读取DIB调色板红色分量
			lpDst[i * 3 + 1] = lpbmi->bmiColors[i].rgbRed;
			
			// 读取DIB调色板绿色分量
			lpDst[i * 3 + 2] = lpbmi->bmiColors[i].rgbGreen;
			
			// 读取DIB调色板蓝色分量
			lpDst[i * 3 + 3] = lpbmi->bmiColors[i].rgbBlue;
		}
		else
		{
			// 读取DIB调色板红色分量
			lpDst[i * 3 + 1] = lpbmc->bmciColors[i].rgbtRed;
			
			// 读取DIB调色板绿色分量
			lpDst[i * 3 + 2] = lpbmc->bmciColors[i].rgbtGreen;
			
			// 读取DIB调色板蓝色分量
			lpDst[i * 3 + 3] = lpbmc->bmciColors[i].rgbtBlue;
		}
	}
	
	// 写入调色板信息
	file.Write((LPSTR)lpDst, 769);
	
	// 返回
	return TRUE;
}

/*************************************************************************
 *
 * 函数名称：
 *   ReadPCX256()
 *
 * 参数:
 *   CFile& file        - 要读取的文件
 *
 * 返回值:
 *   HDIB               - 成功返回DIB的句柄，否则返回NULL。
 *
 * 说明:
 *   该函数将读取指定的256色PCX文件。将读取的结果保存在一个未压缩
 * 编码的DIB对象中。
 *
 *************************************************************************/
HDIB WINAPI ReadPCX256(CFile& file)
{
	// PCX文件头
	PCXHEADER pcxHdr;
	
	// DIB大小（字节数）
	DWORD	dwDIBSize;
	
	// DIB句柄
	HDIB	hDIB;
	
	// DIB指针
	LPSTR	pDIB;
	
	// 循环变量
	LONG	i;
	LONG	j;
	
	// 重复像素计数
	int		iCount;
	
	// DIB高度
	WORD	wHeight;
	
	// DIB宽度
	WORD	wWidth;
	
	// 图像每行的字节数
	LONG	lLineBytes;
	
	// 中间变量
	BYTE	bChar;
	
	// 指向源图像象素的指针
	BYTE *	lpSrc;
	
	// 指向编码后图像数据的指针
	BYTE *	lpDst;
	
	// 临时指针
	BYTE *	lpTemp;
	
	// 尝试读取PCX文件头
	if (file.Read((LPSTR)&pcxHdr, sizeof(PCXHEADER)) != sizeof(PCXHEADER))
	{
		// 大小不对，返回NULL。
		return NULL;
	}
	
	// 判断是否是256色PCX文件，检查第一个字节是否是0x0A，
	if ((pcxHdr.bManufacturer != 0x0A) || (pcxHdr.bBpp != 8) || (pcxHdr.bPlanes != 1))
	{
		// 非256色PCX文件，返回NULL。
		return NULL;
	}
	
	// 获取图像高度
	wHeight = pcxHdr.wBottom - pcxHdr.wTop + 1;
	
	// 获取图像宽度
	wWidth  = pcxHdr.wRight - pcxHdr.wLeft + 1;
	
	// 计算图像每行的字节数
	lLineBytes = WIDTHBYTES(wWidth * 8);
	
	// 计算DIB长度（字节）
	dwDIBSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER) + 1024 + wHeight * lLineBytes;
	
	// 为DIB分配内存
	hDIB = (HDIB) ::GlobalAlloc(GMEM_MOVEABLE | GMEM_ZEROINIT, dwDIBSize);
	if (hDIB == 0)
	{
		// 内存分配失败，返回NULL。
		return NULL;
	}
	
	// 锁定
	pDIB = (LPSTR) ::GlobalLock((HGLOBAL) hDIB);
	
	// 指向BITMAPINFOHEADER的指针
	LPBITMAPINFOHEADER lpBI;
	
	// 赋值
	lpBI = (LPBITMAPINFOHEADER) pDIB;
	
	// 给lpBI成员赋值
	lpBI->biSize = 40;
	lpBI->biWidth = wWidth;
	lpBI->biHeight = wHeight;
	lpBI->biPlanes = 1;
	lpBI->biBitCount = 8;
	lpBI->biCompression = BI_RGB;
	lpBI->biSizeImage = wHeight * lLineBytes;
	lpBI->biXPelsPerMeter = pcxHdr.wXResolution;
	lpBI->biYPelsPerMeter = pcxHdr.wYResolution;
	lpBI->biClrUsed = 0;
	lpBI->biClrImportant = 0;
	
	// 分配内存以读取编码后的象素
	lpSrc = new BYTE[file.GetLength() - sizeof(PCXHEADER) - 769];
	lpTemp = lpSrc;
	
	// 读取编码后的象素
	if (file.ReadHuge(lpSrc, file.GetLength() - sizeof(PCXHEADER) - 769) !=
		file.GetLength() - sizeof(PCXHEADER) - 769 )
	{
		// 大小不对。
		
		// 解除锁定
		::GlobalUnlock((HGLOBAL) hDIB);
		
		// 释放内存
		::GlobalFree((HGLOBAL) hDIB);
		
		// 返回NULL。
		return NULL;
	}
	
	// 计算DIB中像素位置
	lpDst = (BYTE *) FindDIBBits(pDIB);
	
	// 一行一行解码
	for (j = 0; j <wHeight; j++)
	{
		i = 0;
		while (i < wWidth)
		{
			// 读取一个字节
			bChar = *lpTemp;
			lpTemp++;
			
			if ((bChar & 0xC0) == 0xC0)
			{
				// 行程
				iCount = bChar & 0x3F;
				
				// 读取下一个字节
				bChar = *lpTemp;
				lpTemp++;
				
				// bChar重复iCount次保存
				memset(&lpDst[(wHeight - j - 1) * lLineBytes + i], bChar, iCount);

				// 已经读取像素的个数加iCount
				i += iCount;
			}
			else
			{
				// 保存当前字节
				lpDst[(wHeight - j - 1) * lLineBytes + i] = bChar;
				
				// 已经读取像素的个数加1
				i += 1;
			}
		}
	}
	
	// 释放内存
	delete lpSrc;
	
	//*************************************************************
	// 调色板
	
	// 读调色板标志位
	file.Read(&bChar, 1);
	if (bChar != 0x0C)
	{
		// 出错
		
		// 解除锁定
		::GlobalUnlock((HGLOBAL) hDIB);
		
		// 释放内存
		::GlobalFree((HGLOBAL) hDIB);
		
		// 返回NULL。
		return NULL;
	}
	
	// 分配内存以读取编码后的象素
	lpSrc = new BYTE[768];
	
	// 计算DIB中调色板的位置
	lpDst = (BYTE *) pDIB + sizeof(BITMAPINFOHEADER);
	
	// 读取调色板
	if (file.Read(lpSrc, 768) != 768)
	{
		// 大小不对。
		
		// 解除锁定
		::GlobalUnlock((HGLOBAL) hDIB);
		
		// 释放内存
		::GlobalFree((HGLOBAL) hDIB);
		
		// 返回NULL。
		return NULL;
	}
	
	// 给调色板赋值
	for (i = 0; i < 256; i++)
	{
		lpDst[i * 4] = lpSrc[i * 3 + 2];
		lpDst[i * 4 + 1] = lpSrc[i * 3 + 1];
		lpDst[i * 4 + 2] = lpSrc[i * 3];
		lpDst[i * 4 + 3] = 0;
	}
	
	// 释放内存
	delete lpSrc;
	
	// 解除锁定
	::GlobalUnlock((HGLOBAL) hDIB);
	
	// 返回DIB句柄
	return hDIB;
}

/**************************************************************************** 
* 
*     FUNCTION: BytesPerLine 
* 
*     PURPOSE:  Calculates the number of bytes in one scan line. 
* 
*     PARAMS:   LPBYTE lpDIB - pointer to the BITMAPINFOHEADER 
                              that begins the CF_DIB block 
* 
*     RETURNS:  DWORD - number of bytes in one scan line (DWORD aligned) 
* 
\****************************************************************************/ 
DWORD BytesPerLine(LPBYTE lpDIB) 
{ 
    return WIDTHBYTES(((LPBITMAPINFOHEADER)lpDIB)->biWidth * ((LPBITMAPINFOHEADER)lpDIB)->biPlanes * ((LPBITMAPINFOHEADER)lpDIB)->biBitCount); 
} 

DWORD BytesPerLine(HDIB hDIB) 
{ 
	LPBYTE lpDIB = (LPBYTE)GlobalLock(hDIB);
	DWORD dw = BytesPerLine(lpDIB);
	GlobalUnlock(hDIB);
	return dw;
} 

/*************************************************************************
 *
 * 函数名称：
 *   FFT()
 *
 * 参数:
 *   complex<double> * TD	- 指向时域数组的指针
 *   complex<double> * FD	- 指向频域数组的指针
 *   r						－2的幂数，即迭代次数
 *
 * 返回值:
 *   无。
 *
 * 说明:
 *   该函数用来实现快速付立叶变换。
 *
 ************************************************************************/
VOID WINAPI FFT(complex<double> * TD, complex<double> * FD, int r)
{
	// 付立叶变换点数
	LONG	count;
	
	// 循环变量
	int		i,j,k;
	
	// 中间变量
	int		bfsize,p;
	
	// 角度
	double	angle;
	
	complex<double> *W,*X1,*X2,*X;
	
	// 计算付立叶变换点数
	count = 1 << r;
	
	// 分配运算所需存储器
	W  = new complex<double>[count / 2];
	X1 = new complex<double>[count];
	X2 = new complex<double>[count];
	
	// 计算加权系数
	for(i = 0; i < count / 2; i++)
	{
		angle = -i * PI * 2 / count;
		W[i] = complex<double> (cos(angle), sin(angle));
	}
	
	// 将时域点写入X1
	memcpy(X1, TD, sizeof(complex<double>) * count);
	
	// 采用蝶形算法进行快速付立叶变换
	for(k = 0; k < r; k++)
	{
		for(j = 0; j < 1 << k; j++)
		{
			bfsize = 1 << (r-k);
			for(i = 0; i < bfsize / 2; i++)
			{
				p = j * bfsize;
				X2[i + p] = X1[i + p] + X1[i + p + bfsize / 2];
				X2[i + p + bfsize / 2] = (X1[i + p] - X1[i + p + bfsize / 2]) * W[i * (1<<k)];
			}
		}
		X  = X1;
		X1 = X2;
		X2 = X;
	}
	
	// 重新排序
	for(j = 0; j < count; j++)
	{
		p = 0;
		for(i = 0; i < r; i++)
		{
			if (j&(1<<i))
			{
				p+=1<<(r-i-1);
			}
		}
		FD[j]=X1[p];
	}
	
	// 释放内存
	delete W;
	delete X1;
	delete X2;
}


/*************************************************************************
 *
 * 函数名称：
 *   Fourier()
 *
 * 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）
 *
 * 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付立叶变换。
 *
 ************************************************************************/
BOOL WINAPI Fourier(LPSTR lpDIBBits, LONG lWidth, LONG lHeight)
{
	
	// 指向源图像的指针
	unsigned char*	lpSrc;
	
	// 中间变量
	double	dTemp;
	
	// 循环变量
	LONG	i;
	LONG	j;
	
	// 进行付立叶变换的宽度和高度（2的整数次方）
	LONG	w;
	LONG	h;
	
	int		wp;
	int		hp;
	
	// 图像每行的字节数
	LONG	lLineBytes;
	
	// 计算图像每行的字节数
	lLineBytes = WIDTHBYTES(lWidth * 8);
	
	// 赋初值
	w = 1;
	h = 1;
	wp = 0;
	hp = 0;
	
	// 计算进行付立叶变换的宽度和高度（2的整数次方）
	while(w * 2 <= lWidth)
	{
		w *= 2;
		wp++;
	}
	
	while(h * 2 <= lHeight)
	{
		h *= 2;
		hp++;
	}
	
	// 分配内存
	complex<double> *TD = new complex<double>[w * h];
	complex<double> *FD = new complex<double>[w * h];
	
	// 行
	for(i = 0; i < h; i++)
	{
		// 列
		for(j = 0; j < w; j++)
		{
			// 指向DIB第i行，第j个象素的指针
			lpSrc = (unsigned char*)lpDIBBits + lLineBytes * (lHeight - 1 - i) + j;
			
			// 给时域赋值
			TD[j + w * i] = complex<double>(*(lpSrc), 0);
		}
	}
	
	for(i = 0; i < h; i++)
	{
		// 对y方向进行快速付立叶变换
		FFT(&TD[w * i], &FD[w * i], wp);
	}
	
	// 保存变换结果
	for(i = 0; i < h; i++)
	{
		for(j = 0; j < w; j++)
		{
			TD[i + h * j] = FD[j + w * i];
		}
	}
	
	for(i = 0; i < w; i++)
	{
		// 对x方向进行快速付立叶变换
		FFT(&TD[i * h], &FD[i * h], hp);
	}
	
	// 行
	for(i = 0; i < h; i++)
	{
		// 列
		for(j = 0; j < w; j++)
		{
			// 计算频谱
			dTemp = sqrt(FD[j * h + i].real() * FD[j * h + i].real() + 
				         FD[j * h + i].imag() * FD[j * h + i].imag()) / 100;
			
			// 判断是否超过255
			if (dTemp > 255)
			{
				// 对于超过的，直接设置为255
				dTemp = 255;
			}
			
			// 指向DIB第(i<h/2 ? i+h/2 : i-h/2)行，第(j<w/2 ? j+w/2 : j-w/2)个象素的指针
			// 此处不直接取i和j，是为了将变换后的原点移到中心
			//lpSrc = (unsigned char*)lpDIBBits + lLineBytes * (lHeight - 1 - i) + j;
			lpSrc = (unsigned char*)lpDIBBits + lLineBytes * 
				(lHeight - 1 - (i<h/2 ? i+h/2 : i-h/2)) + (j<w/2 ? j+w/2 : j-w/2);
			
			// 更新源图像
			* (lpSrc) = (BYTE)(dTemp);
		}
	}
	
	// 删除临时变量
	delete TD;
	delete FD;
	
	// 返回
	return TRUE;
}