cdib.cpp

基于DCT的小波变换EZW压缩算法以及毕业设计论文

// cdib.cpp

#include "stdafx.h"
#include "math.h"
#include "process.h"

#include "cdib.h"

/*  Dib文件头标志（字符串"BM"，写DIB时用到该常数）*/
#define DIB_HEADER_MARKER   ((WORD) ('M' << 8) | 'B')


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

// 声明串行化过程
IMPLEMENT_SERIAL(CDib, CObject, 0);

/*************************************************************************
 *
 * \函数名称：
 *   CDib()
 *
 * \输入参数:
 * 无
 *
 * \返回值:
 *   无
 *
 * \说明:
 *   构造函数
 *
 ************************************************************************
 */
CDib::CDib()
{
	m_hFile      = NULL;
	m_hBitmap    = NULL;
	m_hDib       = NULL;
	m_hPalette   = NULL;
	m_nBmihAlloc = m_nImageAlloc = noAlloc;
	Empty();
}


/*************************************************************************
 *
 * \函数名称：
 *   CDib()
 *
 * \输入参数:
 * CSize	size			- 位图尺寸
 * int		nBitCount		- 象素位数
 *
 * \返回值:
 *   无
 *
 * \说明:
 *   构造函数
 *   根据给定的位图尺寸和象素位数构造CDib对象，
 *   并对信息头和调色板分配内存
 *   但并没有给位图数据分配内存
 *
 ************************************************************************
 */
CDib::CDib(CSize size, int nBitCount)
{
	m_hFile      = NULL;
	m_hBitmap    = NULL;
	m_hPalette   = NULL;
	m_nBmihAlloc = m_nImageAlloc = noAlloc;
	Empty();

	// 根据象素位数计算调色板尺寸
	ComputePaletteSize(nBitCount);

	// 分配DIB信息头和调色板的内存
	m_lpBMIH = (LPBITMAPINFOHEADER) new 
		char[sizeof(BITMAPINFOHEADER) + sizeof(RGBQUAD) * m_nColorTableEntries];

	// 设置信息头内存分配状态
	m_nBmihAlloc = crtAlloc;

	// 设置信息头中的信息
	m_lpBMIH->biSize	= sizeof(BITMAPINFOHEADER);
	m_lpBMIH->biWidth	= size.cx;
	m_lpBMIH->biHeight	= size.cy;
	m_lpBMIH->biPlanes	= 1;
	m_lpBMIH->biBitCount	= nBitCount;
	m_lpBMIH->biCompression = BI_RGB;
	m_lpBMIH->biSizeImage	= 0;
	m_lpBMIH->biXPelsPerMeter = 0;
	m_lpBMIH->biYPelsPerMeter = 0;
	m_lpBMIH->biClrUsed	= m_nColorTableEntries;
	m_lpBMIH->biClrImportant= m_nColorTableEntries;

	// 计算图象数据内存的大小，并设置此DIB的调色板的指针
	ComputeMetrics();

	// 将此DIB的调色板初始化为0
	memset(m_lpvColorTable, 0, sizeof(RGBQUAD) * m_nColorTableEntries);

	// 暂时不分配图象数据内存
	m_lpImage = NULL; 
}


/*************************************************************************
 *
 * \函数名称：
 *   ~CDib()
 *
 * \输入参数:
 * 无
 *
 * \返回值:
 *   无
 *
 * \说明:
 *   析构函数，并释放所有分配的DIB内存
 *
 ************************************************************************
 */
CDib::~CDib()
{
	Empty();
}




// ************************************************************************
//
//  CDib类函数：
// 
//	RGBQUAD GetPixel();		 - 获取象素真实的颜色值
// 	LONG GetPixelOffset();	 - 获取象素在图象数据块中的位置
//	CSize GetDibSaveDim();	 - 获取DIB位图数据块的存储尺寸
// 	BOOL IsEmpty();	         - 判断DIB是否为空		
//	WORD PaletteSize();	     - 计算调色板的表项数	
// 	int GetSizeImage()       - 获取DIB位图中数据的字节数
// 	int GetSizeHeader()		 - 获取信息头和调色板的尺寸	 	
// 	CSize GetDimensions();	 - 获取以象素表示的DIB的宽度和高度
// 	BOOL AttachMapFile();	 - 以读模式打开内存映射文件，并将其与CDib对象进行关联
//	BOOL CopyToMapFile();    - 创建一个新的内存映射文件，并进行数据的复制
// 	BOOL AttachMemory();     - 用内存中的DIB与已有的CDib对象关联
// 	BOOL Draw();             - 将CDib对象按照指定的尺寸输出到显示器（或者打印机）
// 	HBITMAP CreateSection(); - 创建一个DIB短，图象内存将不被初始化
// 	UINT UsePalette();       - 将CDib对象的逻辑调色板选入设备上下文，然后实现该调色板
// 	BOOL MakePalette();      - 如果调色板存在的话，读取调色板，并创建一个Windows调色板
// 	BOOL SetSystemPalette(); - 为CDib对象创建一个逻辑调色板
// 	BOOL Compress();         - 将DIB重新生成为压缩的或者不压缩的DIB。
//	HBITMAP CreateBitmap();  - 从以后的DIB中创建DDB位图，实现DIB到DDB的转换
// 	BOOL ConvertFromDDB();   - 从DDB中创建DIB，实现DDB到DIB的转换
// 	BOOL Read();             - 从文件中读取数据，并填充文件头、信息头、调色板和位图数据
// 	BOOL ReadSection();      - 从BMP文件中读取信息头，调用CreateDIBSection来分配位图数据内存，然后将位图从该文件读入刚才分配的内存
// 	BOOL Write();            - 将DIB从CDib对象写入文件
// 	void Serialize();        - 串行化过程
// 	void Empty();            - 清空DIB，释放已经分配的内存，并且关闭映射文件
// 	void ComputePaletteSize();   - 计算调色板的尺寸
// 	BOOL ConvertDDBToDIB();  - 将源BITMAP类pDibSrc中的数据拷贝到pDibDst中，并对相应的数据成员赋值
// 	BOOL CopyDIB();          - 将源CDib类pDibSrc中的数据拷贝到pDibDst中，并对相应的数据成员赋值
// 	BOOL CopyScreenToDIB();  - 将指定矩形位置内的屏幕内容拷贝到DIB中源CDib类pDibSrc中的数据拷贝到pDibDst中
// 	HPALETTE GetSystemPalette() ;  - 获得当前正在使用的系统调色板的句柄
// 	HPALETTE CopyPalette();  - 将创建一个新的调色板，并从指定的调色板拷贝调色板内容
// 	BOOL ReadDIB();          - 将指定文件中的DIB文件载入
//	HPALETTE MakeDIBPalette();     - 产生DIB调色板 
// 	BOOL PaintDIB();         - 将DIB图象进行显示
// ************************************************************************


/*************************************************************************
 *
 * \函数名称：
 *   GetDimensions()
 *
 * \输入参数:
 *   无
 *
 * \返回值:
 *   CSize				- DIB的宽度和高度
 *
 * \说明:
 *   返回以象素表示的DIB的宽度和高度
 *
 *************************************************************************/

CSize CDib::GetDimensions()
{	
	if(m_lpBMIH == NULL) return CSize(0, 0);
	return CSize((int) m_lpBMIH->biWidth, (int) m_lpBMIH->biHeight);
}


/*************************************************************************
 *
 * \函数名称：
 *   AttachMapFile()
 *
 * \输入参数:
 *   const	char* strPathname		- 映射文件的路径名
 *   BOOL	bShare				- 如果文件以共享形式打开，设置为TRUE
 *						- 默认值为FALSE
 *
 * \返回值:
 *   BOOL					- 如果成功，则为TRUE 
 *
 * \说明:
 *   以读模式打开内存映射文件，并将其与CDib对象进行关联。因为在文件使用之前并没有读入内存，
 *   所以它立即返回。不过，当访问这个DIB的时候，可能会有一些延迟，因为文件是分页的。
 *   DetachMapFile函数可以释放现有的已分配的内存，并关闭以前关联的任何内存映射文件。
 *   用内存中的DIB与已有的CDib对象关联。此内存可能是程序的资源，或者是可能是剪贴板
 *   或者OLE数据对象内存。内存可能已经由CRT堆栈用new运算符分配了，或者可能已经由
 *   Windows堆栈用GlobalAlloc分配了。
 *   如果打开相同的文件两次，则Windows以另一个文件来对待 
 *
 ************************************************************************
 */
BOOL CDib::AttachMapFile(const char* strPathname, BOOL bShare) // for reading
{
	// 获取文件句柄，并设置打开模式为共享
	HANDLE hFile = ::CreateFile(strPathname, GENERIC_WRITE | GENERIC_READ,
		bShare ? FILE_SHARE_READ : 0,
		NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
	ASSERT(hFile != INVALID_HANDLE_VALUE);

	// 获取文件的尺寸
	DWORD dwFileSize = ::GetFileSize(hFile, NULL);

	// 创建文件映射对象，并设置文件映射的模式为读写
	HANDLE hMap = ::CreateFileMapping(hFile, NULL, PAGE_READWRITE, 0, 0, NULL);
	DWORD dwErr = ::GetLastError();
	if(hMap == NULL) {
		AfxMessageBox("Empty bitmap file");
		return FALSE;
	}

	// 映射整个文件，注意FILE_MAP_WRITE为读写模式
	LPVOID lpvFile = ::MapViewOfFile(hMap, FILE_MAP_WRITE, 0, 0, 0); // map whole file
	ASSERT(lpvFile != NULL);

	// 确认为bmp格式文件
	if(((LPBITMAPFILEHEADER) lpvFile)->bfType != 0x4d42) {
		AfxMessageBox("Invalid bitmap file");
		DetachMapFile();
		return FALSE;
	}

	// 将内存中的DIB与已有的CDib对象关联
	AttachMemory((LPBYTE) lpvFile + sizeof(BITMAPFILEHEADER));

	// 将这些有用的句柄设置为类数据成员
	m_lpvFile = lpvFile;
	m_hFile   = hFile;
	m_hMap    = hMap;

	// 返回
	return TRUE;
}


/*************************************************************************
 *
 * \函数名称：
 *   CopyToMapFile()
 *
 * \输入参数:
 *   const	char* strPathname		- 映射文件的路径名
 *
 * \返回值:
 *   BOOL					- 如果成功，则为TRUE 
 *
 * \说明:
 *   该函数可以创建一个新的内存映射文件，并将现有的CDib数据复制到该文件的内存
 *   释放以前的所有内存。并关闭现有的所有内存映射文件。实际上，直到新文件
 *   关闭的时候，才将这个数据写到磁盘，但是，当CDib对象被重复使用或被破坏
 *   时，也会发生写磁盘操作
 *
 ************************************************************************
 */
BOOL CDib::CopyToMapFile(const char* strPathname)
{
	BITMAPFILEHEADER bmfh;

	// 设置文件头信息
	bmfh.bfType	= 0x4d42;  
	bmfh.bfSize	= m_dwSizeImage + sizeof(BITMAPINFOHEADER) +
			sizeof(RGBQUAD) * m_nColorTableEntries + sizeof(BITMAPFILEHEADER);
	bmfh.bfReserved1= bmfh.bfReserved2 = 0;
	bmfh.bfOffBits	= sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER) +
			sizeof(RGBQUAD) * m_nColorTableEntries;	
	
	// 创建接收数据的文件
	HANDLE hFile	= ::CreateFile(strPathname, GENERIC_WRITE | GENERIC_READ, 0, NULL,
		CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
	ASSERT(hFile != INVALID_HANDLE_VALUE);

	// 计算文件的大小尺寸
	int nSize	= sizeof(BITMAPFILEHEADER) + sizeof(BITMAPINFOHEADER) +
				sizeof(RGBQUAD) * m_nColorTableEntries +  m_dwSizeImage;

	// 创建内存映射文件对象
	HANDLE hMap = ::CreateFileMapping(hFile, NULL, PAGE_READWRITE, 0, nSize, NULL);
	DWORD dwErr = ::GetLastError();
	ASSERT(hMap != NULL);

	// 映射整个文件
	LPVOID lpvFile = ::MapViewOfFile(hMap, FILE_MAP_WRITE, 0, 0, 0); 
	ASSERT(lpvFile != NULL);

	// 临时文件指针
	LPBYTE lpbCurrent = (LPBYTE) lpvFile;

	// 拷贝文件头信息到内存映射文件中
	memcpy(lpbCurrent, &bmfh, sizeof(BITMAPFILEHEADER)); 

	// 计算信息头在文件中的地址，并拷贝信息头信息
	lpbCurrent += sizeof(BITMAPFILEHEADER);
	LPBITMAPINFOHEADER lpBMIH = (LPBITMAPINFOHEADER) lpbCurrent;
	memcpy(lpbCurrent, m_lpBMIH,
		sizeof(BITMAPINFOHEADER) + sizeof(RGBQUAD) * m_nColorTableEntries); 

	// 计算调色板在文件中的地址，并拷贝调色板
	lpbCurrent += sizeof(BITMAPINFOHEADER) + sizeof(RGBQUAD) * m_nColorTableEntries;
	memcpy(lpbCurrent, m_lpImage, m_dwSizeImage); 

	// 暂时存放图象数据尺寸变量
	DWORD dwSizeImage = m_dwSizeImage;

	// 释放一起分配的所有内存
	Empty();

	// 设置图象数据尺寸并设置内存分配状态
	m_dwSizeImage = dwSizeImage;
	m_nBmihAlloc  = m_nImageAlloc = noAlloc;

	// 信息头指针重新指向文件中的位置
	m_lpBMIH = lpBMIH;

	// 图象数据指针重新指向文件中的数据地址
	m_lpImage = lpbCurrent;

	// 设置文件句柄
	m_hFile = hFile;

	// 设置映射对象句柄
	m_hMap = hMap;

	// 设置映射文件指针
	m_lpvFile = lpvFile;

	// 重新计算得到调色板尺寸
	ComputePaletteSize(m_lpBMIH->biBitCount);

	// 重新计算图象数据块大小，并设置调色板指针
	ComputeMetrics();

	// 如果调色板存在的话，读取并创建一个Windows调色板
	MakePalette();

	// 返回
	return TRUE;
}


/*************************************************************************
 *
 * \函数名称：
 *   AttachMemory()
 *
 * \输入参数:
 *   LPVOID	lpvMem			- 要关联的内存地址
 *   BOOL	bMustDelete		- 如果CDib类负责删除这个内存，标记为TRUE
 *				        	- 默认值为FALSE
 *   HGLOBAL	hGlobal		- 如果内存是通过Win32 GlobalAlloc得到的，
 *				        	- 则CDib对象必须保存该句柄，这样，以后
 *				        	- 可以释放句柄。这里假设bMustDelete设置为TRUE
 *
 * \返回值:
 *   BOOL					- 如果成功，则为TRUE 
 *
 * \说明:
 *   用内存中的DIB与已有的CDib对象关联。此内存可能是程序的资源，或者是可能是剪贴板
 *   或者OLE数据对象内存。内存可能已经由CRT堆栈用new运算符分配了，或者可能已经由
 *   Windows堆栈用GlobalAlloc分配了。
 *
 ************************************************************************
 */
BOOL CDib::AttachMemory(LPVOID lpvMem, BOOL bMustDelete, HGLOBAL hGlobal)
{
	// 首先释放已经分配的内存
	Empty();

	m_hGlobal = hGlobal;
	
	// bMustDelete为TRUE表示此CDib类分配的内存，负责删除
	// 否则的设置信息头分配状态为noAlloc
	if(bMustDelete == FALSE)
	{
		m_nBmihAlloc = noAlloc;
	}
	else 
	{
		m_nBmihAlloc = ((hGlobal == NULL) ? crtAlloc : heapAlloc);
	}
	try 
	{
		// 设置信息头指针
		m_lpBMIH = (LPBITMAPINFOHEADER) lpvMem;

		// 重新计算得到图象数据块的大小，并设置调色板的指针
		ComputeMetrics();

		// 计算调色板的尺寸
		ComputePaletteSize(m_lpBMIH->biBitCount);

		// 设置图象数据指针
		m_lpImage = (LPBYTE) m_lpvColorTable + sizeof(RGBQUAD) * m_nColorTableEntries;

		// 如果调色板存在的话，读取它，并创建一个Windows调色板，
		// 并将调色板的句柄存放在数据成员中
		MakePalette();
	}

	// 错误处理
	catch(CException* pe)
	{
		AfxMessageBox("AttachMemory error");
		pe->Delete();
		return FALSE;
	}

	// 返回
	return TRUE;
}


/*************************************************************************
 *
 * \函数名称：
 *   UsePalette()
 *
 * \输入参数:
 *   CDC*	pDC			- 要实现调色板的设备上下文指针
 *   BOOL	bBackground		- 如果标记为FALSE（默认值），并且应用
 *					- 程序正在前台运行，则Windows将把该调
 *					- 色板作为前台调色板来实现（向系统调色
 *					- 板中复制尽可能多的颜色）。如果标记为
 *					- TURE，则Windows将把该调色板作为后台
 *					- 调色板来实现（尽可能相系统调色板映射
 *					- 逻辑调色板）
 *
 * \返回值:
 *   UINT				- 如果成功，则返回映射到系统调色板的逻
 *					- 辑调色板的表项数，否则返回GDI_ERROR 
 *
 * \说明:
 *   该函数将CDib对象的逻辑调色板选入设备上下文，然后实现该调色板。Draw成员函
 *   数在绘制DIB之前调用UsePalette。
 *
 ************************************************************************
 */
UINT CDib::UsePalette(CDC* pDC, BOOL bBackground /* = FALSE */)
{
	// 判断是否存在调色板