/*對一個經過matlab加高斯白噪聲的圖象lena20.bmp進行3*3區域算術均值濾波 */
/*該圖象的原始圖象是一個128*128的bmp：lenabmp*/

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <math.h>

#define SIZEPALETTE 256 /* 位圖彩色表個數256，占用空間大小256*4 */
//#define SIZEBMP   26062  /* 驗證數據位圖陣列數據大小166*157 */
#define SIZEBMP 1024    /*16384*/  /*位圖陣列數據大小128*128*/
typedef unsigned short int  WORD;
typedef unsigned long int  DWORD;
typedef unsigned char   BYTE ; 

typedef struct DDWORD
{
 WORD highhigh;
 WORD highlow;
 WORD lowhigh;
 WORD lowlow;
}DDWORD;
/*宏定義bmp相關數據結構*/
typedef struct tagBITMAPFILEHEADER {
DWORD bfType; 
DDWORD bfSize; 
DWORD bfReserved1;
DWORD bfReserved2;
DDWORD bfOffBits;
} BITMAPFILEHEADER;      /*位圖文件頭*/

typedef struct tagBITMAPINFOHEADER{ 
DDWORD biSize;    
DDWORD biWidth;    
DDWORD biHeight;   
DWORD biPlanes;   
DWORD biBitCount;   
DDWORD biCompression; 
DDWORD biSizeImage; 
DDWORD biXPelsPerMeter; 
DDWORD biYPelsPerMeter; 
DDWORD biClrUsed; 
DDWORD biClrImportant; 
} BITMAPINFOHEADER;        /*位圖信息頭格式定義*/

typedef struct tagRGBQUAD{ 
BYTE rgbBlue; 
BYTE rgbGreen; 
BYTE rgbRed;
BYTE rgbReserved;
} RGBQUAD;/*位圖彩色表定義，構成包括一個3字節的RGBTRIPLE和保留字節 */
/*bmp數據結構宏定義結束*/

BITMAPFILEHEADER bmfHeader;    /*位圖文件頭*/
BITMAPINFOHEADER bmiHeader;    /*位圖信息頭 */
RGBQUAD m_Palette[SIZEPALETTE];       /*位圖彩色表數組*/
BYTE  m_ImageOld[SIZEBMP];    /*含噪圖象陣列數據*/
BYTE  m_ImageNew[SIZEBMP];    /*濾波圖象陣列數據*/
      
main()
{  
  int i,j;    
  int m,n;           
  int width=32;    
  int height=32;   
  FILE *fpin;
  FILE *fpout;  
  float coffi=1.0/9.0;
  double sum;
  
  /*讀取文件fpin->lena20.bmp，將彩色表信息讀進m_Palette中，陣列數據讀入m_ImageOld中*/   
  fpin=fopen("E:\\myccspro\\ccs2.20\\lenaArith\\lena201.bmp","r");
  if(fpin==NULL)           
  {
	  puts("Can't open the file lena201.bmp!\n");
	  exit(0);
  }
  fread(&bmfHeader,14,1,fpin);  /*獲取位圖文件頭*/
  fread(&bmiHeader,40,1,fpin);  /*獲取位圖信息頭*/  
 
  printf("The lena20 bmp's width is %d\n",bmiHeader.biWidth.highhigh);
  printf("The lena20 bmp's heigh is %d\n",bmiHeader.biHeight.highhigh);     
 
  fseek(fpin,54,0);
  fread(m_Palette,SIZEPALETTE*4,1,fpin);  /*將彩色表數據讀入到m_Palette中*/
  fread(m_ImageOld,SIZEBMP,1,fpin);       /*將含噪聲位圖陣列數據讀入m_ImageOld中*/
  fclose(fpin);   

/* 進行3*3區域算術均值濾波*/
/* 算術均值濾波：除去四個邊框外，其余點的象素值是以該點為中心的3*3塊的數據均值*/
for(i=(height-1);i>=0;i--)
    {  
	   for(j=0;j<width;j++)
	   {  
		   printf("Filter one started (%d,%d)-%d!",i,j,width*(height-i-1)+j);
		   //為統計變量賦初始值
	       sum=0;
         //對于圖像的4個邊框的象素保持數據不變
	     if( j<1 || j>(width-2)|| i<1 || i>(height-2))
	       m_ImageNew[width*(height-i-1)+j]=m_ImageOld[width*(height-i-1)+j];		 
         //對于其他的象素進行均值操作
		 else 
         { 
          //將點（i,j）點作為計算的中心 
          for(m=(i-1);m<=(i+1);m++)
          {
		     for(n=(j-1);n<=(j+1);n++)		    
             //將以點（i，j）為中心，大小為3*3范圍內的數據線性疊加            
		     sum+=m_ImageOld[width*(height-i-1)+j];		  
		  }          
		  //將結果乘上系數
          sum=(int)sum*coffi;
		  //計算絕對值
		  sum = fabs(sum);
		  //如果小于0，強制賦值為0
          if(sum<0)     
          sum=0;
		  //如果大于255，強制賦值為255
          if(sum>255)
		  sum=255;
		  //將計算的結果放到新的位圖的相應位置
	      m_ImageNew[width*(height-i-1)+j]=sum;	      
		}
		 puts("Successfully one\n!");
	   }
	} 
	
	puts("Filter sucessfully!\n");
	/*將得到的新數據以及原有的文件頭，文件信息頭，彩色表信息寫入位圖輸出文件*/
	fpout=fopen("E:\\myccspro\\ccs2.20\\lenaArith\\lenaout.bmp","w");
	if(fpout==NULL)
	{
	  puts("Can't open the file lenaout.bmp!\n");
	  exit(0);
	}
	fwrite(&bmfHeader,14,1,fpout);
	fwrite(&bmiHeader,40,1,fpout);
	fwrite(m_Palette,SIZEPALETTE*4,1,fpout);
	fwrite(m_ImageNew,SIZEBMP,1,fpout);
	fclose(fpout);
	
	/*寫入二進制輸出文件*/
	fpout=fopen("E:\\myccspro\\ccs2.20\\lenaArith\\lenaout.dat","w");
	if(fpout==NULL)
	{
	  puts("Can't open the file lenaout.dat!\n");
	  exit(0);
	}
	fwrite(&bmfHeader,14,1,fpout);
	fwrite(&bmiHeader,40,1,fpout);
	fwrite(m_Palette,SIZEPALETTE*4,1,fpout);
	fwrite(m_ImageNew,SIZEBMP,1,fpout);
	fclose(fpout);
}