#include "StdAfx.h"
#include "improve.h"
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
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int GetAsh(BYTE** imageBuf, int x, int y)
{
	int clr;
	clr = (imageBuf[y][x*4] + imageBuf[y][x*4+1]
			+imageBuf[y][x*4+2]) / 3;
	return clr;
}

/********************************************************
* 把線形存儲(chǔ)的像素轉(zhuǎn)化為二維數(shù)組形式
* 參數(shù): image 線形存儲(chǔ)的像素， width,height 圖象的長(zhǎng)寬
********************************************************/
BYTE** CreatImage(BYTE* image, unsigned int width, unsigned int height, int bt=4)
{
	BYTE** imageBuf = (BYTE**)malloc(sizeof(BYTE*)*(height));
	for(int y=0; y<height; y++)
	{
		//使imageBuf中每個(gè)指針分別指向其下標(biāo)表示的行的行首地址
		imageBuf[y] = image+y*width*bt; 
	}
	return imageBuf;
}

/**************************************************
* 功能: 設(shè)定指定位置的像素灰度
* 參數(shù): imageBuf為目標(biāo)圖像 x,y為要設(shè)定像素的坐標(biāo)
**************************************************/
void SetPixelXY(BYTE** imageBuf1, int x, int y, int a)
{
	imageBuf1[y][x*4] = a;
	imageBuf1[y][x*4+1] = a;
	imageBuf1[y][x*4+2] = a;
	imageBuf1[y][x*4+3]= 255;
}

/**************************************************
* 功能: 使用模板對(duì)彩色圖鄰域進(jìn)行運(yùn)算
* 參數(shù): imageBuf為目標(biāo)圖像 w、h為圖像大小
*       templt為模板 tw為鄰域大小 
*		x,y為要取得像素的坐標(biāo)
*       cn為顏色分量編號(hào) 0為藍(lán)色 1為綠色 2為紅色
**************************************************/
int TempltExcuteCl(BYTE** imageBuf0, int w, int h, int* templt, int tw, int x, int y, int cn)
{
	int i,j;                        //循環(huán)變量
	int m=0;                      //用來存放加權(quán)和
	int px,py;   
	//依次對(duì)鄰域中每個(gè)像素進(jìn)行運(yùn)算
	for(i=0; i<tw; i++)
	{
		for(j=0; j<tw; j++)
		{
			//計(jì)算對(duì)應(yīng)模板上位置的像素在原圖像中的位置
			py=y-tw/2+i;
			px=x-tw/2+j;
			//加權(quán)求和
			m+=imageBuf0[py][px*4+cn] * templt[i*tw+j];
		}
	}
	return m;                     //返回結(jié)果
}

/*****************************************************************
* 功能: 使用模板對(duì)灰度圖鄰域進(jìn)行運(yùn)算 
* 參數(shù): imageBuf為目標(biāo)圖像 w、h為圖像大小
*       templt為模板 tw為鄰域大小 
*		x,y為要取得像素的坐標(biāo)
******************************************************************/
int TempltExcuteAsh(BYTE** imageBuf0, int w, int h, 
					int* templt, int tw, int x, int y)
{
	int i,j;                        //循環(huán)變量
	int m=0;                      //用來存放加權(quán)和
	int px,py;   
	//依次對(duì)鄰域中每個(gè)像素進(jìn)行運(yùn)算
	for(i=0; i<tw; i++)
	{
		for(j=0; j<tw; j++)
		{
			//計(jì)算對(duì)應(yīng)模板上位置的像素在原圖像中的位置
			py=y-tw/2+i;
			px=x-tw/2+j;
			//加權(quán)求和
			m+=GetAsh(imageBuf0,px,py) * templt[i*tw+j];
		}
	}
	return m;                     //返回結(jié)果
}

/******************************************************************
* 功能: 灰度圖像的簡(jiǎn)單平滑處理
* 參數(shù): image0為原圖形，image1為平滑結(jié)果，
*		w、h為圖象的寬和高
*       size為進(jìn)行平滑的鄰域邊長(zhǎng)
******************************************************************/
void SmoothAsh(BYTE* image0, BYTE* image1, 
			   unsigned int w, unsigned int h, unsigned int size)
{
	//將圖像轉(zhuǎn)化為矩陣形式
	BYTE** imageBuf0 = CreatImage(image0, w, h);
	BYTE** imageBuf1 = CreatImage(image1, w, h);
	//定義模板
	int* templt;
	int x,y;
	int a;
	int scale;

	//根據(jù)鄰域大小設(shè)定模板
	templt = new int[size * size];
	for(x=0; x<size*size; x++)
	{
		templt[x]=1;
	}
	//設(shè)定衰減因子
	scale = size*size;

	//依次對(duì)原圖像的每個(gè)像素進(jìn)行處理
	for(y=size/2; y<h-size/2; y++)
	{
		for(x=size/2; x<w-size/2; x++)
		{
			a=TempltExcuteAsh(imageBuf0,w,h,templt,size,x,y);
			a/= scale;
			//過限處理
			a = a>255?255:a;    
			a = a<0?0:a;
			SetPixelXY(imageBuf1,x,y,a);
		}
	}

	//清理內(nèi)存
	delete[] templt;
	free(imageBuf0);
	free(imageBuf1);
}

/******************************************************************
* 功能: 彩色圖像的簡(jiǎn)單平滑處理
* 參數(shù): image0為原圖形，image1平滑結(jié)果，
*		w、h為圖象的寬和高
*       size為進(jìn)行平滑的鄰域邊長(zhǎng)
******************************************************************/
void SmoothCl(BYTE* image0, BYTE* image1, 
			  unsigned int w, unsigned int h, unsigned int size)
{
	//將圖像轉(zhuǎn)化為矩陣形式
	BYTE** imageBuf0 = CreatImage(image0, w, h);
	BYTE** imageBuf1 = CreatImage(image1, w, h);
	//定義模板
	int* templt;
	int x,y,c;
	int a;
	int scale;

	//根據(jù)鄰域大小設(shè)定模板
	templt = new int[size * size];
	for(x=0; x<size*size; x++)
	{
		templt[x]=1;
	}
	//設(shè)定衰減因子
	scale = size*size;

	//依次對(duì)原圖像的每個(gè)像素進(jìn)行處理
	for(y=size/2; y<h-size/2; y++)
	{
		for(x=size/2; x<w-size/2; x++)
		{
			//依次對(duì)彩色圖像的三個(gè)分量灰度進(jìn)行處理
			for(c=0; c<3; c++)
			{
				a=TempltExcuteCl(imageBuf0,w,h,templt,size,x,y,c);
				a/= scale;
				//過限處理
				a = a>255?255:a;    
				a = a<0?0:a;
				imageBuf1[y][x*4+c]=a;
			}
		}
	}

	//清理內(nèi)存
	delete[] templt;
	free(imageBuf0);
	free(imageBuf1);
}

/******************************************************************
* 功能: 彩色圖像的高斯平滑處理
* 參數(shù): image0為原圖形，image1平滑結(jié)果，
*		w、h為圖像的寬和高
******************************************************************/
void SmoothGaussCl(BYTE* image0, BYTE* image1, unsigned int w, unsigned int h)
{
	//將圖像轉(zhuǎn)化為矩陣形式
	BYTE** imageBuf0 = CreatImage(image0, w, h);
	BYTE** imageBuf1 = CreatImage(image1, w, h);
	//設(shè)定模板
	int templt[9]={1,2,1,2,4,2,1,2,1};
	int x,y,c;
	int a;
	int scale;

	//設(shè)定衰減因子
	scale = 16;

	//依次對(duì)原圖像的每個(gè)像素進(jìn)行處理
	for(y=1; y<h-1; y++)
		for(x=1; x<w-1; x++)
			for(c=0; c<3; c++)
			{
				//利用高斯模板對(duì)鄰域進(jìn)行處理
				a=TempltExcuteCl(imageBuf0,w,h,templt,3,x,y,c);
				a/= scale;
				//過限處理
				a = a>255?255:a;    
				a = a<0?0:a;
				imageBuf1[y][x*4+c]=a;
			}

	//清理內(nèi)存
	free(imageBuf0);
	free(imageBuf1);
} 

/**************************************************
* 功能: 使用模板對(duì)灰度圖鄰域排序取中值
* 參數(shù): imageBuf為目標(biāo)圖像 w、h為圖像大小
*       templt為模板 tw為鄰域大小 
*		x,y為當(dāng)前采樣窗口中心像素的坐標(biāo)
**************************************************/
int MedianValueAsh(BYTE** imageBuf0, int w, int h, int* templt, int tw, int x, int y)
{
	int i,j,k;                   
	int px,py,c;
	int* value;                //用來保存要排序的數(shù)值
	int count;                 //用來保存采樣窗口的像素?cái)?shù)量
	value= new int[tw*tw]; 
	k=0;
	//從采樣窗口中取得像素灰度
	for(i=0; i<tw; i++)
	{
		for(j=0; j<tw; j++)
		{
			py=y-tw/2+i;
			px=x-tw/2+j;
			//如果該像素位于采樣窗口中
			if(templt[i*tw+j]>0)
			{
				//保存像素灰度
				value[k]=GetAsh(imageBuf0,px,py);
				k++;
			}
		}
	}
	//記錄保存的像素個(gè)數(shù)
	count=k;
	//對(duì)保存的像素灰度數(shù)據(jù)進(jìn)行排序
	for(i=0; i<count-1; i++)
	{
		k=i;
		for(j=i+1; j<count; j++)
			if(value[j]<value[k]) k=j;
		c=value[i];
		value[i]=value[k];
		value[k]=c;
	}
	//保存中值
	c=value[count/2];
	//清理內(nèi)存
	delete[] value;
	return c;
}

/******************************************************************
* 功能: 灰度圖像的中值濾波平滑處理
* 參數(shù): image0為原圖形，image1平滑結(jié)果，
*		w、h為圖象的寬和高
*       size為進(jìn)行平滑的鄰域邊長(zhǎng)
******************************************************************/
void SmoothMedianAsh(BYTE* image0, BYTE* image1, unsigned int w, unsigned int h, unsigned int size)
{
	//將圖像轉(zhuǎn)化為矩陣形式
	BYTE** imageBuf0 = CreatImage(image0, w, h);
	BYTE** imageBuf1 = CreatImage(image1, w, h);
	//設(shè)定模板
	int* templt;
	int x,y;
	int a;
	int scale;

	//根據(jù)鄰域大小設(shè)定模板
	templt = new int[size * size];
	for(x=0; x<size*size; x++) templt[x]=1;

	//設(shè)定衰減因子
	scale = 1;

	//依次對(duì)原圖像的每個(gè)像素進(jìn)行處理
	for(y=size/2; y<h-size/2; y++)
		for(x=size/2; x<w-size/2; x++)
		{
			//取采樣窗口中像素灰度的中值
			a=MedianValueAsh(imageBuf0,w,h,templt,size,x,y);
			a/= scale;
			//過限處理
			a = a>255?255:a;    
			a = a<0?0:a;
			SetPixelXY(imageBuf1,x,y,a);
		}

		//清理內(nèi)存
		delete[] templt;
		free(imageBuf0);
		free(imageBuf1);
}

/**************************************************
* 功能: 使用模板對(duì)彩色圖鄰域排序取中值
* 參數(shù): imageBuf為目標(biāo)圖像 w、h為圖像大小
*       templt為模板 tw為鄰域大小 
*		x,y為當(dāng)前采樣窗口中心像素的坐標(biāo)
*       cn為顏色分量編號(hào) 0為藍(lán)色 1為綠色 2為紅色
**************************************************/
int MedianValueCl(BYTE** imageBuf0, int w, int h, int* templt, int tw, int x, int y, int cn)
{
	int i,j,k;