#include "GlobalApi.h"
#include "stdafx.h"
#include "cdib.h"
#include "math.h"
/*************************************************************************
 *
 * \函數(shù)名稱：
 *   GetFileName()
 *
 * \輸入?yún)?shù):
 *   CString		strFilePathName		- 圖象的文件名 
 *   int		nCurFrameNum		- 當(dāng)前幀的圖象文件名
 *
 * \返回值:
 *   CString			- 返回給定幀數(shù)的圖象文件名
 *
 * \說明:
 *   該函數(shù)根據(jù)指定文件路徑名和當(dāng)前圖象序列的幀數(shù)獲取圖象文件名
 *   該函數(shù)中需要注意的是，只能讀取0-999幀圖象，圖象為bmp格式，且按照
 *   幀數(shù)數(shù)字進(jìn)行存儲(chǔ)，例如第一幀圖象文件名為×××001.bmp，第33幀圖象
 *   的文件名為×××033.bmp。如果不是bmp文件，則返回"NULL"。
 *
 *************************************************************************
 */
CString GetFileName(CString strFilePathName, int nCurFrameNum)
{
	//文件的路徑名
	CString strTempFileName;

	int nNumPos=strFilePathName.Find(".");
	if(nNumPos==-1){
		AfxMessageBox("Please choose a bmp file");
		return "NULL";
	}

	//表示去掉了擴(kuò)展名和數(shù)字標(biāo)號(hào)的路徑名，在這里，限定幀數(shù)為0～999，所以采用三位來表示
	CString strFileNameNoExtNoNum=strFilePathName.Left(nNumPos-3);

	//表示標(biāo)號(hào)的字符串
	CString strTempNum;

	if(nCurFrameNum<10){
		strTempNum.Format("00%d",nCurFrameNum);
	}
	else {
		if(nCurFrameNum<100 &&nCurFrameNum>=10){
			strTempNum.Format("0%d",nCurFrameNum);
		}
		else{
			strTempNum.Format("%d",nCurFrameNum);
		}
	}
	
	// 得到圖象文件名
	strTempFileName=strFileNameNoExtNoNum+strTempNum+".bmp";
	
	// 返回
	return strTempFileName;
}

/*************************************************************************
 *
 * \函數(shù)名稱：
 *   LoadDibSeq()
 *
 * \輸入?yún)?shù):
 *   CString		strFilePath		- 第一幀圖象的文件名 
 *   int		nCurFrameNum		- 當(dāng)前幀的圖象文件名
 *   int		nTotalFrameNum		- 進(jìn)行檢測(cè)的圖象幀數(shù)
 *   CDib*		pDib			- 指向返回CDib類的指針
 *
 * \返回值:
 *   BOOL			- 成功則返回TRUE，否則返回FALSE
 *
 * \說明:
 *   該函數(shù)根據(jù)指定文件路徑名和當(dāng)前圖象序列的幀數(shù)讀取圖象數(shù)據(jù)道pDib中
 *   該函數(shù)中需要注意的是，只能讀取0-999幀圖象，圖象為bmp格式，且按照
 *   幀數(shù)數(shù)字進(jìn)行存儲(chǔ)，例如第一幀圖象文件名為×××001.bmp，第33幀圖象
 *   的文件名為×××033.bmp。
 *
 *************************************************************************
 */
BOOL LoadDibSeq(CString strFilePath, int nCurFrameNum, int nTotalFrameNum, CDib* pDib)
{
	//一般來講,程序在處理的過程中需要裝載的幀號(hào)應(yīng)該是由外界指定的
	//當(dāng)指定的幀號(hào)不合法時(shí),就裝載當(dāng)前幀作為默認(rèn)值
	if (nCurFrameNum<1 || nCurFrameNum>nTotalFrameNum)
	{
		AfxMessageBox("Invalidate file frame number");
		return FALSE;
	}

	// 獲得當(dāng)前幀的圖象文件名
	CString strTempFileName;
	strTempFileName=GetFileName(strFilePath,nCurFrameNum);
	
	CFile fileOpen=NULL;

	// 打開文件并讀取
	fileOpen.Open(strTempFileName,CFile::modeRead);
	if(pDib->Read(&fileOpen)==FALSE){
		AfxMessageBox("can not open the file "+strTempFileName);
		return FALSE;
	}
	return TRUE;
}


/*************************************************************************
 *
 * \函數(shù)名稱：
 *   BinaFrameDiff()
 *
 * \輸入?yún)?shù):
 *   unsigned char*	pUnchImg1		- 圖象的文件名 
 *   unsigned char*	pUnchImg2		- 當(dāng)前幀的圖象文件名
 *   int		nWidth
 *   int		nHeight
 *   unsigned char*	pUnchResult
 *   int		nThreshold
 *
 * \返回值:
 *   CString			- 返回給定幀數(shù)的圖象文件名
 *
 * \說明:
 *   該函數(shù)比較pUnchImg1和pUnchImg2兩個(gè)區(qū)域中的內(nèi)容,如果兩個(gè)區(qū)域內(nèi)     
 *容的差值的絕對(duì)值比Threshold大,則將pUnchResult相應(yīng)的元素設(shè)置為邏輯值1,
 *用灰度255表示，否則為0，并用灰度0表示
 *
 *************************************************************************
 */
void BinaFrameDiff(unsigned char *pUnchImg1, unsigned char *pUnchImg2, 
		  int nWidth, int nHeight, unsigned char * pUnchResult,
		  int nThreshold)
{
	int nTemp=0;
	for (int i=0;i<nHeight*nWidth;i++) {
			nTemp = abs(pUnchImg1[i] - pUnchImg2[i]);			
			pUnchResult[i] = nTemp > nThreshold ? 255:0;
	} 
	return ;
}

/*************************************************************************
 *
 * \函數(shù)名稱：
 *   ErodeFrameDiff()
 *
 * \輸入?yún)?shù):
 *   unsigned char*	pUnchImg1		- 圖象數(shù)據(jù)指針
 *   int		nWidth			- 圖象寬度
 *   int		nHeight			- 圖象高度
 *   int		nErodeHalfWin		- 腐蝕窗口大小的一半
 *   unsigned char*	pUnchResult		- 結(jié)果數(shù)據(jù)制止
 *   int		nThreshold		- 閾值
 *
 * \返回值:
 *   無
 *
 * \說明:
 *   該函數(shù)進(jìn)行腐蝕操作,形態(tài)學(xué)操作對(duì)pUnchImg中的每一點(diǎn),計(jì)算這一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的
 *窗口內(nèi)的一些參數(shù),然后根據(jù)參數(shù)結(jié)果給這個(gè)點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)的值. 功能上相當(dāng)于廣義濾波	
 *
 *************************************************************************
 */
void ErodeFrameDiff(unsigned char *pUnchImg, int nWidth, int nHeight, int nErodeHalfWin, 
	  int nErodeThreshold, unsigned char *pUnchResult)
{
	// 搜索整個(gè)圖象，對(duì)圖象進(jìn)行腐蝕處理
	for (int i=nErodeHalfWin;i<nHeight-nErodeHalfWin;i++) {
		for (int j=nErodeHalfWin;j<nWidth-nErodeHalfWin;j++) {
			// 如果幀間的差不為0才進(jìn)行處理
			if (pUnchImg[i*nWidth+j] != 0) 
			{
				int iPointCount = 0;

				// 根據(jù)此點(diǎn)的鄰域判斷此點(diǎn)是否需要?jiǎng)h除
				for (int r=-nErodeHalfWin;r<=nErodeHalfWin;r++) {
					for (int c=-nErodeHalfWin;c<=nErodeHalfWin;c++) {
						if (pUnchImg[(i+r)*nWidth+j+c] != 0) {
							iPointCount++;
						}
					}
				}

				// 如果鄰域中不為0的個(gè)數(shù)小于設(shè)定的閾值，則強(qiáng)行設(shè)置為0
				if (iPointCount < nErodeThreshold) {
					pUnchResult[i*nWidth+j] = 0;
				}
				else {
					pUnchResult[i*nWidth+j] = 255;
				}
			}
			else 
			{
				pUnchResult[i*nWidth+j] = 0;
			}
		}
	}
	return ;
}

/*************************************************************************
 *
 * \函數(shù)名稱：
 *   GetBackground()
 *
 * \輸入?yún)?shù):
 *   CString		strFilePath		- 第一幀圖象的文件名 
 *   int		nTotalFrameNum		- 進(jìn)行檢測(cè)的圖象幀數(shù)
 *   int		nImageWidth		- 圖象寬度
 *   int		nImageHeight		- 圖象高度
 *   unsigned char *	pUnchBackGround		- 指向返回背景數(shù)據(jù)的指針
 *
 * \返回值:
 *   BOOL			- 成功則返回TRUE，否則返回FALSE
 *
 * \說明:
 *   該函數(shù)根據(jù)指定文件名的圖象序列求取靜止背景
 *
 *************************************************************************
 */
BOOL GetBackground(CString strFilePath, int nTotalFrameNum, int nImageWidth, 
		   int nImageHeight, unsigned char* pUnchBackGround)
{
	// 如果此時(shí)背景已經(jīng)生成,函數(shù)返回,不需要再一次計(jì)算
	/*if (pUnchBackGround!=NULL){		
		return TRUE;
	}*/

	
	// pUnchTemp1和pUnchTemp2用來計(jì)算相鄰兩幀之間的幀差
	// 每次只要讀入一幀即可,即:假設(shè)剛剛比較k-1和k幀,那么現(xiàn)在比較k和
	// k+1幀,那么k幀是不需要重新讀入的
	unsigned char* pUnchTemp1;
	unsigned char* pUnchTemp2;

	pUnchTemp1 = new unsigned char[nImageWidth * nImageHeight * sizeof(unsigned char)];
	pUnchTemp2 = new unsigned char[nImageWidth * nImageHeight * sizeof(unsigned char)];
	
	// 臨時(shí)存放圖象數(shù)據(jù)的CDib指針
	CDib* pDibTemp;
	pDibTemp = new CDib;

	// 讀出第一幀數(shù)據(jù)并放入pDibTemp
	pDibTemp->Empty();
	if(!LoadDibSeq(strFilePath,1,nTotalFrameNum,pDibTemp)){
		return FALSE;
	}

	// 然后將數(shù)據(jù)取出，存放在pUnchTemp1中
	memcpy(pUnchTemp2,pDibTemp->m_lpImage,nImageWidth*nImageHeight*sizeof(unsigned char));	

	// pChResultAfterMor 是用來記錄幀間變化的內(nèi)存區(qū)域
	unsigned char * pUnchTrackBox = new unsigned char[(nTotalFrameNum)*
		nImageWidth*nImageHeight*sizeof(unsigned char)];

	unsigned int index = 0;

	// 幀間差的區(qū)域,二進(jìn)制
	unsigned char *pUnchTemp3=new unsigned char[nImageWidth*nImageHeight*sizeof(unsigned char)];

	// 腐蝕之后的區(qū)域,二進(jìn)制
	unsigned char * pUnchResultAfterMor = new unsigned char[nImageWidth*nImageHeight*sizeof(unsigned char)];

	// 對(duì)每一幀進(jìn)行比較
	for (int i = 2; i<nTotalFrameNum-1; i++)	{	
		// 打開第i幀圖象文件，并將圖象存放在CDib對(duì)象pDibTemp中
		pDibTemp->Empty();
		if(!LoadDibSeq(strFilePath , i , nTotalFrameNum , pDibTemp)){
			return FALSE;
		}

		// 然后將數(shù)據(jù)取出，存放在pUnchTemp2中
		memcpy(pUnchTemp2,pDibTemp->m_lpImage,nImageWidth*nImageHeight);	

		// 對(duì)圖象幀差進(jìn)行二值化處理，并將二值化后的圖象存放在pUnchTemp3中
		BinaFrameDiff(pUnchTemp1,pUnchTemp2 ,nImageWidth,nImageHeight,pUnchTemp3,10);

		// 對(duì)二值化后的圖象進(jìn)行腐蝕處理，在這里對(duì)腐蝕窗口的大小設(shè)置為2，閾值為7
		ErodeFrameDiff(pUnchTemp3,nImageWidth,nImageHeight,2,7,pUnchResultAfterMor);

		// 將此二值化后的程序放入pUnchTrackBox的相應(yīng)位置		
		memcpy(pUnchTrackBox+index,pUnchResultAfterMor,sizeof(unsigned char)*nImageWidth*nImageHeight);

		// 計(jì)算圖象數(shù)據(jù)在pUnchTrackBox中的偏移量
		index = index + nImageWidth*nImageHeight*sizeof(unsigned char);
		
		// 每做完兩幀之間的比較,就使幀號(hào)下移一個(gè),pUnchTemp1中是存k幀內(nèi)容,pUnchTemp2幀是存k+1
		// 幀內(nèi)容,所以,每次只要把pUnchTemp2中的內(nèi)容給pTemp1,而pTemp2重新讀入既可以了.
		unsigned char* pUnchTag = NULL;

		pUnchTag   = pUnchTemp1;
		pUnchTemp1 = pUnchTemp2;
		pUnchTemp2 = pUnchTag;
	}
	
	// 釋放已分配內(nèi)存
	delete []pUnchTemp1;	
	pUnchTemp1 = NULL;
	delete []pUnchTemp2;	
	pUnchTemp2 = NULL;	
	delete []pUnchTemp3;	
	pUnchTemp3 = NULL;
	delete []pUnchResultAfterMor;	
	pUnchResultAfterMor=NULL;
	
	// 每一幀的大小
	int nFrameSize = nImageWidth * nImageHeight * sizeof(unsigned char);
	
	// 記錄最大長(zhǎng)度	
	int * pnTrackSegLen = new int [nImageWidth*nImageHeight];

	// 記錄最大長(zhǎng)度中的中間幀標(biāo)號(hào)
	int * pnTrackSegFrame = new int [nImageWidth*nImageHeight];

	// 對(duì)每一個(gè)象素點(diǎn)跟蹤最大為0的長(zhǎng)度，并將最大長(zhǎng)度中的中間幀標(biāo)號(hào)記錄下來
	for (int y = 0; y<nImageHeight; y++)	{
		for (int x = 0; x<nImageWidth; x++)	{
			// 此象素在一幀那相對(duì)于該幀第一個(gè)元素的偏移量
			int offset = y * nImageWidth + x;

			// 初始化最大長(zhǎng)度
			int largeLen = 0;
			int t = 1;

			// 連續(xù)為0的段的開始和結(jié)束幀標(biāo)號(hào)
			int segStart,segEnd;

			// 跟蹤長(zhǎng)度
			int segLen;

			// 當(dāng)前幀數(shù)
			int frameNum;
			
			segLen = 0;
			frameNum = 1;

			// 遍歷整個(gè)序列，跟蹤并記錄此點(diǎn)連續(xù)為0的最大長(zhǎng)度
			while (t < nTotalFrameNum - 1)	{
				// 如果還沒有到達(dá)序列結(jié)束并且此點(diǎn)的不為0，則繼續(xù)到下一幀搜索
				while ((t < nTotalFrameNum -1) && (pUnchTrackBox[t*nFrameSize+offset] != 0))	
					t++;

					//如果此時(shí)的t>= nTotalFrameNum - 1,則說明,已經(jīng)遍歷到最后一幀了
					if (t >= nTotalFrameNum - 1)	
						break;

					// 此時(shí)應(yīng)為此長(zhǎng)度的開始
					segStart = t;

					while ((t < nTotalFrameNum - 1) && (pUnchTrackBox[t*nFrameSize+offset] == 0))	
						t++;						

					// 此長(zhǎng)度的結(jié)束幀標(biāo)號(hào)
					segEnd = t - 1;

					// 獲得此連續(xù)為0的幀的長(zhǎng)度
					segLen = segEnd +1 -segStart;	

					// 判斷是否為最大長(zhǎng)度，是則進(jìn)行替換
					if (segLen > largeLen)	{
						largeLen = segLen;
						frameNum = (segEnd + segStart)/2;				
					}
				} 
				
				pnTrackSegLen[offset] = largeLen;
				pnTrackSegFrame[offset] = frameNum;
		}
	}

	delete []pUnchTrackBox;	pUnchTrackBox=NULL;
	
	// 因?yàn)閷?duì)每個(gè)象素而言,背景可能出現(xiàn)在不同幀里,此時(shí)需要把所有幀調(diào)入內(nèi)存
	unsigned char* pBuffer = new unsigned char[nTotalFrameNum*(nImageWidth*nImageHeight)];

	for (int k=1; k<nTotalFrameNum; k++)	{
		pDibTemp->Empty();
		LoadDibSeq(strFilePath , k , nTotalFrameNum , pDibTemp);

		// 然后將數(shù)據(jù)取出，存放在pBuffer的相應(yīng)位置中
		memcpy(pBuffer+k*nFrameSize,pDibTemp->m_lpImage,nImageWidth*nImageHeight);	
	}

	// 遍歷整個(gè)圖象，設(shè)置背景數(shù)據(jù)
	for (y=0; y<nImageHeight; y++)	{
		for (int x=0; x<nImageWidth; x++)	{
			// 獲得此象素點(diǎn)在一幀數(shù)據(jù)中的偏移量
			int k = y * nImageWidth + x;	

			// 獲得此象素點(diǎn)連續(xù)為0的最大長(zhǎng)度的中間幀標(biāo)號(hào)
			int nFrameMax = pnTrackSegFrame [k];

			// 設(shè)置具有最大長(zhǎng)度的中間幀的數(shù)據(jù)為背景數(shù)據(jù)
			pUnchBackGround[k] = pBuffer[(nFrameMax*nFrameSize)+k];
		}
	}		

	delete []pnTrackSegLen; 
	pnTrackSegLen=NULL;
	delete []pnTrackSegFrame;	
	pnTrackSegFrame=NULL;
	delete []pBuffer; 
	pBuffer=NULL;
	
	::SetCursor(::LoadCursor(NULL, IDC_ARROW));
	
	return TRUE;
}