// ************************************************************************//  文件名：detect.cpp////  圖像分析與檢測API函數庫：////  ThresholdDIB()	- 圖像閾值分割運算//  AddMinusDIB()   - 圖像加減運算//  HprojectDIB()	- 圖像水平投影//  VprojectDIB()	- 圖像垂直投影//	TemplateDIB()	- 圖像模板匹配運算//// ************************************************************************#include "stdafx.h"#include "detect.h"#include "DIBAPI.h"#include <math.h>#include <direct.h>/************************************************************************* * * 函數名稱： *   ThresholdDIB() * * 參數: *   LPSTR lpDIBBits    - 指向源DIB圖像指針 *   LONG  lWidth       - 源圖像寬度（象素數） *   LONG  lHeight      - 源圖像高度（象素數） * * 返回值: *   BOOL               - 運算成功返回TRUE，否則返回FALSE。 * * 說明: * 該函數用于對圖像進行閾值分割運算。 *  ************************************************************************/BOOL WINAPI ThresholdDIB(LPSTR lpDIBBits,LONG lWidth, LONG lHeight){		// 指向源圖像的指針	LPSTR	lpSrc;		// 指向緩存圖像的指針	LPSTR	lpDst;		// 指向緩存DIB圖像的指針	LPSTR	lpNewDIBBits;	HLOCAL	hNewDIBBits;	//循環變量	long i;	long j;	//像素值	unsigned char pixel;	//直方圖數組	long lHistogram[256];	//閾值，最大灰度值與最小灰度值，兩個區域的平均灰度值	unsigned char iThreshold,iNewThreshold,iMaxGrayValue,iMinGrayValue,iMean1GrayValue,iMean2GrayValue;	//用于計算區域灰度平均值的中間變量	long lP1,lP2,lS1,lS2;	//迭代次數	int iIterationTimes;	// 圖像每行的字節數	LONG lLineBytes;	// 暫時分配內存，以保存新圖像	hNewDIBBits = LocalAlloc(LHND, lWidth * lHeight);	if (hNewDIBBits == NULL)	{		// 分配內存失敗		return FALSE;	}		// 鎖定內存	lpNewDIBBits = (char * )LocalLock(hNewDIBBits);	// 初始化新分配的內存，設定初始值為255	lpDst = (char *)lpNewDIBBits;	memset(lpDst, (BYTE)255, lWidth * lHeight);	// 計算圖像每行的字節數	lLineBytes = WIDTHBYTES(lWidth * 8);	for (i = 0; i < 256;i++)	{		lHistogram[i]=0;	}	//獲得直方圖	iMaxGrayValue = 0;	iMinGrayValue = 255;	for (i = 0;i < lWidth ;i++)	{		for(j = 0;j < lHeight ;j++)		{			// 指向源圖像倒數第j行，第i個象素的指針						lpSrc = (char *)lpDIBBits + lLineBytes * j + i;				pixel = (unsigned char)*lpSrc;						lHistogram[pixel]++;			//修改最大，最小灰度值			if(iMinGrayValue > pixel)			{				iMinGrayValue = pixel;			}			if(iMaxGrayValue < pixel)			{				iMaxGrayValue = pixel;			}		}	}	//迭代求最佳閾值	iNewThreshold = (iMinGrayValue + iMaxGrayValue)/2;	iThreshold = 0;		for(iIterationTimes = 0; iThreshold != iNewThreshold && iIterationTimes < 100;iIterationTimes ++)	{		iThreshold = iNewThreshold;		lP1 =0;		lP2 =0;		lS1 = 0;		lS2 = 0;		//求兩個區域的灰度平均值		for (i = iMinGrayValue;i < iThreshold;i++)		{			lP1 += lHistogram[i]*i;			lS1 += lHistogram[i];		}		iMean1GrayValue = (unsigned char)(lP1 / lS1);		for (i = iThreshold+1;i < iMaxGrayValue;i++)		{			lP2 += lHistogram[i]*i;			lS2 += lHistogram[i];		}		iMean2GrayValue = (unsigned char)(lP2 / lS2);		iNewThreshold =  (iMean1GrayValue + iMean2GrayValue)/2;	}	//根據閾值將圖像二值化	for (i = 0;i < lWidth ;i++)	{		for(j = 0;j < lHeight ;j++)		{			// 指向源圖像倒數第j行，第i個象素的指針						lpSrc = (char *)lpDIBBits + lLineBytes * j + i;				// 指向目標圖像倒數第j行，第i個象素的指針						lpDst = (char *)lpNewDIBBits + lLineBytes * j + i;			pixel = (unsigned char)*lpSrc;						if(pixel <= iThreshold)			{				*lpDst = (unsigned char)0;			}			else			{				*lpDst = (unsigned char)255;			}		}	}	// 復制圖像	memcpy(lpDIBBits, lpNewDIBBits, lWidth * lHeight);	// 釋放內存	LocalUnlock(hNewDIBBits);	LocalFree(hNewDIBBits);	// 返回	return TRUE;}/************************************************************************* * * 函數名稱： *   AddMinusDIB() * * 參數: *   LPSTR lpDIBBits    - 指向源DIB圖像指針 *   LPSTR lpDIBBitsBK  - 指向背景DIB圖像指針 *   LONG  lWidth       - 源圖像寬度（象素數） *   LONG  lHeight      - 源圖像高度（象素數） *	 bool  bAddMinus	- 為true時執行加運算，否則執行減運算。 * * 返回值: *   BOOL               - 運算成功返回TRUE，否則返回FALSE。 * * 說明: * 該函數用于對兩幅圖像進行加減運算。 *  * 要求目標圖像為255個灰度值的灰度圖像。 ************************************************************************/BOOL WINAPI AddMinusDIB(LPSTR lpDIBBits, LPSTR lpDIBBitsBK, LONG lWidth, LONG lHeight ,bool bAddMinus){		// 指向源圖像的指針	LPSTR	lpSrc,lpSrcBK;		// 指向緩存圖像的指針	LPSTR	lpDst;		// 指向緩存DIB圖像的指針	LPSTR	lpNewDIBBits;	HLOCAL	hNewDIBBits;	//循環變量	long i;	long j;	//像素值	unsigned char pixel,pixelBK;	// 圖像每行的字節數	LONG lLineBytes;	// 暫時分配內存，以保存新圖像	hNewDIBBits = LocalAlloc(LHND, lWidth * lHeight);	if (hNewDIBBits == NULL)	{		// 分配內存失敗		return FALSE;	}		// 鎖定內存	lpNewDIBBits = (char * )LocalLock(hNewDIBBits);	// 初始化新分配的內存，設定初始值為255	lpDst = (char *)lpNewDIBBits;	memset(lpDst, (BYTE)255, lWidth * lHeight);	// 計算圖像每行的字節數	lLineBytes = WIDTHBYTES(lWidth * 8);	for (j = 0;j < lHeight ;j++)	{		for(i = 0;i < lWidth ;i++)		{			// 指向源圖像倒數第j行，第i個象素的指針						lpSrc = (char *)lpDIBBits + lLineBytes * j + i;			lpSrcBK = (char *)lpDIBBitsBK + lLineBytes * j + i;				// 指向目標圖像倒數第j行，第i個象素的指針						lpDst = (char *)lpNewDIBBits + lLineBytes * j + i;			pixel = (unsigned char)*lpSrc;			pixelBK = (unsigned char)*lpSrcBK;			if(bAddMinus)				*lpDst = pixel + pixelBK > 255 ? 255 : pixel + pixelBK;			else				*lpDst = pixel - pixelBK < 0 ? 0 : pixel - pixelBK;		}	}				// 復制腐蝕后的圖像	memcpy(lpDIBBits, lpNewDIBBits, lWidth * lHeight);	// 釋放內存	LocalUnlock(hNewDIBBits);	LocalFree(hNewDIBBits);	// 返回	return TRUE;}/************************************************************************* * * 函數名稱： *   HprojectDIB() * * 參數: *   LPSTR lpDIBBits    - 指向源DIB圖像指針 *   LONG  lWidth       - 源圖像寬度（象素數） *   LONG  lHeight      - 源圖像高度（象素數） * * 返回值: *   BOOL               - 運算成功返回TRUE，否則返回FALSE。 * * 說明: * 該函數用于對兩幅圖像進行水平投影運算。 *  * 要求目標圖像為只有0和255兩個灰度值的灰度圖像。 ************************************************************************/BOOL WINAPI HprojectDIB(LPSTR lpDIBBits,LONG lWidth, LONG lHeight){		// 指向源圖像的指針	LPSTR	lpSrc;		// 指向緩存圖像的指針	LPSTR	lpDst;		// 指向緩存DIB圖像的指針	LPSTR	lpNewDIBBits;	HLOCAL	hNewDIBBits;	//循環變量	long i;	long j;	//圖像中每行內的黑點個數	long lBlackNumber;	//像素值	unsigned char pixel;	// 圖像每行的字節數	LONG lLineBytes;	// 暫時分配內存，以保存新圖像	hNewDIBBits = LocalAlloc(LHND, lWidth * lHeight);	if (hNewDIBBits == NULL)	{		// 分配內存失敗		return FALSE;	}		// 鎖定內存	lpNewDIBBits = (char * )LocalLock(hNewDIBBits);	// 初始化新分配的內存，設定初始值為255	lpDst = (char *)lpNewDIBBits;	memset(lpDst, (BYTE)255, lWidth * lHeight);	// 計算圖像每行的字節數	lLineBytes = WIDTHBYTES(lWidth * 8);	for (j = 0;j < lHeight ;j++)	{		lBlackNumber = 0;		for(i = 0;i < lWidth ;i++)		{			// 指向源圖像倒數第j行，第i個象素的指針						lpSrc = (char *)lpDIBBits + lLineBytes * j + i;				pixel = (unsigned char)*lpSrc;			if (pixel != 255 && pixel != 0)			{				return false;			}			if(pixel == 0)			{				lBlackNumber++;			}		}		for(i = 0;i < lBlackNumber ;i++)		{				// 指向目標圖像倒數第j行，第i個象素的指針						lpDst = (char *)lpNewDIBBits + lLineBytes * j + i;			*lpDst = (unsigned char)0;		}			}				// 復制投影圖像	memcpy(lpDIBBits, lpNewDIBBits, lWidth * lHeight);	// 釋放內存	LocalUnlock(hNewDIBBits);	LocalFree(hNewDIBBits);	// 返回	return TRUE;}/************************************************************************* * * 函數名稱： *   VprojectDIB() * * 參數: *   LPSTR lpDIBBits    - 指向源DIB圖像指針 *   LONG  lWidth       - 源圖像寬度（象素數） *   LONG  lHeight      - 源圖像高度（象素數） * * 返回值: *   BOOL               - 運算成功返回TRUE，否則返回FALSE。 * * 說明: * 該函數用于對兩幅圖像進行垂直投影運算。 *  * 要求目標圖像為只有0和255兩個灰度值的灰度圖像。 ************************************************************************/BOOL WINAPI VprojectDIB(LPSTR lpDIBBits,LONG lWidth, LONG lHeight){		// 指向源圖像的指針	LPSTR	lpSrc;		// 指向緩存圖像的指針	LPSTR	lpDst;		// 指向緩存DIB圖像的指針	LPSTR	lpNewDIBBits;	HLOCAL	hNewDIBBits;	//循環變量	long i;	long j;	//圖像中每行內的黑點個數	long lBlackNumber;	//像素值	unsigned char pixel;	// 圖像每行的字節數	LONG lLineBytes;	// 暫時分配內存，以保存新圖像	hNewDIBBits = LocalAlloc(LHND, lWidth * lHeight);	if (hNewDIBBits == NULL)	{		// 分配內存失敗		return FALSE;	}		// 鎖定內存	lpNewDIBBits = (char * )LocalLock(hNewDIBBits);	// 初始化新分配的內存，設定初始值為255	lpDst = (char *)lpNewDIBBits;	memset(lpDst, (BYTE)255, lWidth * lHeight);	// 計算圖像每行的字節數	lLineBytes = WIDTHBYTES(lWidth * 8);	for (i = 0;i < lWidth ;i++)	{		lBlackNumber = 0;		for(j = 0;j < lHeight ;j++)		{			// 指向源圖像倒數第j行，第i個象素的指針						lpSrc = (char *)lpDIBBits + lLineBytes * j + i;				pixel = (unsigned char)*lpSrc;			if (pixel != 255 && pixel != 0)			{				return false;			}			if(pixel == 0)			{				lBlackNumber++;			}		}		for(j = 0;j < lBlackNumber ;j++)		{				// 指向目標圖像倒數第j行，第i個象素的指針						lpDst = (char *)lpNewDIBBits + lLineBytes * j + i;			*lpDst = (unsigned char)0;		}			}				// 復制投影圖像	memcpy(lpDIBBits, lpNewDIBBits, lWidth * lHeight);	// 釋放內存	LocalUnlock(hNewDIBBits);	LocalFree(hNewDIBBits);	// 返回	return TRUE;}/************************************************************************* * * 函數名稱： *   TemplateMatchDIB() * * 參數: *   LPSTR lpDIBBits    - 指向源DIB圖像指針 *   LPSTR lpDIBBitsBK  - 指向背景DIB圖像指針 *   LONG  lWidth       - 源圖像寬度（象素數） *   LONG  lHeight      - 源圖像高度（象素數） *   LONG  lTemplateWidth       - 模板圖像寬度（象素數） *   LONG  lTemplateHeight      - 模板圖像高度（象素數） * * 返回值: *   BOOL               - 運算成功返回TRUE，否則返回FALSE。 * * 說明: * 該函數用于對圖像進行模板匹配運算。 *  * 要求目標圖像為255個灰度值的灰度圖像。 ************************************************************************/BOOL WINAPI TemplateMatchDIB (LPSTR lpDIBBits, LPSTR lpTemplateDIBBits, LONG lWidth, LONG lHeight,							  LONG lTemplateWidth,LONG lTemplateHeight){		// 指向源圖像的指針	LPSTR	lpSrc,lpTemplateSrc;		// 指向緩存圖像的指針	LPSTR	lpDst;		// 指向緩存DIB圖像的指針	LPSTR	lpNewDIBBits;	HLOCAL	hNewDIBBits;	//循環變量	long i;	long j;	long m;	long n;	//中間結果	double dSigmaST;	double dSigmaS;	double dSigmaT;	//相似性測度	double R;	//最大相似性測度	double MaxR;	//最大相似性出現位置	long lMaxWidth;	long lMaxHeight;	//像素值	unsigned char pixel;	unsigned char templatepixel;	// 圖像每行的字節數	LONG lLineBytes,lTemplateLineBytes;	// 暫時分配內存，以保存新圖像	hNewDIBBits = LocalAlloc(LHND, lWidth * lHeight);	if (hNewDIBBits == NULL)	{		// 分配內存失敗		return FALSE;	}		// 鎖定內存	lpNewDIBBits = (char * )LocalLock(hNewDIBBits);	// 初始化新分配的內存，設定初始值為255	lpDst = (char *)lpNewDIBBits;	memset(lpDst, (BYTE)255, lWidth * lHeight);	// 計算圖像每行的字節數	lLineBytes = WIDTHBYTES(lWidth * 8);	lTemplateLineBytes = WIDTHBYTES(lTemplateWidth * 8);	//計算dSigmaT	dSigmaT = 0;	for (n = 0;n < lTemplateHeight ;n++)	{		for(m = 0;m < lTemplateWidth ;m++)		{			// 指向模板圖像倒數第j行，第i個象素的指針						lpTemplateSrc = (char *)lpTemplateDIBBits + lTemplateLineBytes * n + m;			templatepixel = (unsigned char)*lpTemplateSrc;			dSigmaT += (double)templatepixel*templatepixel;		}	}	//找到圖像中最大相似性的出現位置	MaxR = 0.0;	for (j = 0;j < lHeight - lTemplateHeight +1 ;j++)	{		for(i = 0;i < lWidth - lTemplateWidth + 1;i++)		{			dSigmaST = 0;			dSigmaS = 0;				for (n = 0;n < lTemplateHeight ;n++)			{				for(m = 0;m < lTemplateWidth ;m++)				{					// 指向源圖像倒數第j+n行，第i+m個象素的指針								lpSrc  = (char *)lpDIBBits + lLineBytes * (j+n) + (i+m);								// 指向模板圖像倒數第n行，第m個象素的指針								lpTemplateSrc  = (char *)lpTemplateDIBBits + lTemplateLineBytes * n + m;					pixel = (unsigned char)*lpSrc;					templatepixel = (unsigned char)*lpTemplateSrc;					dSigmaS += (double)pixel*pixel;					dSigmaST += (double)pixel*templatepixel;				}			}			//計算相似性			R = dSigmaST / ( sqrt(dSigmaS)*sqrt(dSigmaT));			//與最大相似性比較			if (R > MaxR)			{				MaxR = R;				lMaxWidth = i;				lMaxHeight = j;			}		}	}	//將最大相似性出現區域部分復制到目標圖像	for (n = 0;n < lTemplateHeight ;n++)	{		for(m = 0;m < lTemplateWidth ;m++)		{			lpTemplateSrc = (char *)lpTemplateDIBBits + lTemplateLineBytes * n + m;			lpDst = (char *)lpNewDIBBits + lLineBytes * (n+lMaxHeight) + (m+lMaxWidth);			*lpDst = *lpTemplateSrc;		}	}		// 復制圖像	memcpy(lpDIBBits, lpNewDIBBits, lWidth * lHeight);	// 釋放內存	LocalUnlock(hNewDIBBits);	LocalFree(hNewDIBBits);	// 返回	return TRUE;}