#include "stdafx.h"
#include "cdib.h"
#include "math.h"
#include "GlobalApi.h"

/*************************************************************************
 *
 * \函數名稱：
 *   TemplateMatch()
 *
 * \輸入參數:
 *   CDib*	pDibSrc		- 指向CDib類的指針，含有待匹配圖象信息 
 *   CDib*	pDibTemplate	- 指向CDib類的指針，含有模板圖象信息 
 *
 * \返回值:
 *   BOOL			- 成功則返回TRUE，否則返回FALSE
 *
 * \說明:
 *   該函數將對圖象進行模板匹配操作。需要注意的是，此程序只處理256灰度級的
 *圖象。
 *
 *************************************************************************
 */
BOOL TemplateMatch(CDib* pDibSrc, CDib* pDibTemplate)
{	
	// 指向源圖像的指針
	LPBYTE	lpSrc,lpTemplateSrc;
	
	// 指向緩存圖像的指針
	LPBYTE	lpDst;

	//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  dbMaxR;

	//最大相似性出現位置
	int nMaxWidth;
	int nMaxHeight;

	//像素值
	unsigned char unchPixel;
	unsigned char unchTemplatePixel;

	// 獲得圖象數據存儲的高度和寬度
	CSize sizeSaveImage;
	sizeSaveImage = pDibSrc->GetDibSaveDim();

	// 獲得模板圖象數據存儲的高度和寬度
	CSize sizeSaveTemplate;
	sizeSaveTemplate = pDibTemplate->GetDibSaveDim();


	// 暫時分配內存，以保存新圖像
	CDib* pDibNew;
	pDibNew = new CDib;

	// 如果分配內存失敗，則推出
	if(!CopyDIB(pDibSrc,pDibNew)){
		// 釋放已分配內存
		pDibNew->Empty();

		// 返回
		return FALSE;
	}
	

	// 初始化新分配的內存，設定初始值為255
	lpDst = (LPBYTE)pDibNew->m_lpImage; 
	memset(lpDst, (BYTE)255, pDibNew->GetSizeImage());

	// 圖象的高度
	int nImageHeight ;
	nImageHeight = pDibSrc->m_lpBMIH->biHeight;

	// 圖象的寬度
	int nImageWidth;
	nImageWidth = pDibSrc->m_lpBMIH->biWidth;

	// 模板圖象的高度
	int nTemplateHeight;
	nTemplateHeight = pDibTemplate->m_lpBMIH->biHeight;

	// 模板圖象的寬度
	int nTemplateWidth;
	nTemplateWidth = pDibTemplate->m_lpBMIH->biWidth;

	//計算dSigmaT
	dSigmaT = 0;
	for (n = 0;n < nTemplateHeight ;n++)
	{
		for(m = 0;m < nTemplateWidth ;m++)
		{
			// 指向模板圖像倒數第j行，第i個象素的指針			
			lpTemplateSrc = (LPBYTE)pDibTemplate->m_lpImage + sizeSaveTemplate.cx * n + m;
			unchTemplatePixel = (unsigned char)*lpTemplateSrc;
			dSigmaT += (double)unchTemplatePixel*unchTemplatePixel;
		}
	}

	//找到圖像中最大相似性的出現位置
	 dbMaxR = 0.0;
	for (j = 0;j < nImageHeight - nTemplateHeight +1 ;j++)
	{
		for(i = 0;i < nImageWidth - nTemplateWidth + 1;i++)
		{
			dSigmaST = 0;
			dSigmaS = 0;
	
			for (n = 0;n < nTemplateHeight ;n++)
			{
				for(m = 0;m < nTemplateWidth ;m++)
				{
					// 指向源圖像倒數第j+n行，第i+m個象素的指針			
					lpSrc  = (LPBYTE)pDibSrc->m_lpImage + sizeSaveImage.cx * (j+n) + (i+m);
			
					// 指向模板圖像倒數第n行，第m個象素的指針			
					lpTemplateSrc  = (LPBYTE)pDibTemplate->m_lpImage + sizeSaveTemplate.cx * n + m;

					unchPixel = (unsigned char)*lpSrc;
					unchTemplatePixel = (unsigned char)*lpTemplateSrc;

					dSigmaS += (double)unchPixel*unchPixel;
					dSigmaST += (double)unchPixel*unchTemplatePixel;
				}
			}
			//計算相似性
			R = dSigmaST / ( sqrt(dSigmaS)*sqrt(dSigmaT));
			//與最大相似性比較
			if (R >  dbMaxR)
			{
				 dbMaxR = R;
				nMaxWidth = i;
				nMaxHeight = j;
			}
		}
	}

	//將最大相似性出現區域部分復制到目標圖像
	for (n = 0;n < nTemplateHeight ;n++)
	{
		for(m = 0;m < nTemplateWidth ;m++)
		{
			lpTemplateSrc = (LPBYTE)pDibTemplate->m_lpImage + sizeSaveTemplate.cx * n + m;
			lpDst = (LPBYTE)pDibNew->m_lpImage + sizeSaveImage.cx * (n+nMaxHeight) + (m+nMaxWidth);
			*lpDst = *lpTemplateSrc;
		}
	}
	
	// 復制圖像
	memcpy(pDibSrc->m_lpImage, pDibNew->m_lpImage, nImageWidth * nImageHeight);

	// 釋放內存
	pDibNew->Empty();
	
	// 返回
	return TRUE;
}