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2021-04-03

2021-04-04 14:04:17 其他

數字影像處理（西安電子科技大學出版社）第三版 的C語言實作

序言：本學期學校開設了數字影像處理課程，老師布置了作業，讓我們編程實作教材第三章中的各種影像處理演算法，（可以選用OpenCV，VC++,Matlab）
下面我會用C語言實作如下演算法:

1. 均值濾波

2. 中值濾波

3. Sobel算子濾波

4. Prewitt算子濾波

5. Krisch算子濾波

6. Roberts算子濾波

7. 灰度線性變換

8. 直方圖均衡化

我使用Dev C++進行C語言編程，遵循以下步驟：

1.將需要處理的256灰度影像用Img2LCD 軟體轉換為十六進制陣列（256灰度圖），

2.在C開發環境中對影像陣列進行處理，將處理完的陣列以符合MATLAB矩陣輸入語法的格式輸出，

3.將輸出的陣列粘貼到MATLAB矩陣中顯示出來（直方圖同上），

廢話不多說，直接貼代碼：

main函式

// An highlighted block
#include <stdio.h> 
#include <math.h>
#include <string.h>

void InitMatrix(void);                                     //存檔輸入矩陣 
int  SiSheWuRu(float num);                                 //四舍五入函式 
void Linearization(float a,float b,float c,float d);       //分段線性化
void ImageIntensify(void);                                 //影像增強 
void OutputHistogram(void);                                //輸出直方圖 
void OutputMatrix(int *p);                                 //輸出濾波后的矩陣 
void AverageFilter(void);                                  //均值濾波函式 
void MiddleFilter(void);                                   //中值濾波函式 
void RobertsFilter(void);                                  //Roberts梯度濾波函式 
void PrewittFilter(void);                                  //Prewitt梯度濾波函式
void SobelFilter(void);                                    //Sobel梯度濾波函式
void KrischFilter(void);                                   //Krisch梯度濾波函式
void IsoSobelFilter(void);                                 //IsoSobel梯度濾波函式
void ClearMatrix(void);                                    //清除矩陣快取 

int main(void)
{
	int flag=1;
	int OperationNum=0;
	float a,b,c,d;

	InitMatrix();

    while(flag)
    {
    	printf("Enter operation number: \n 1.AverageFilter  2.MiddleFilter     3.RobertsGradFilter\
       4.PrewittFilter \n 5.SobelFilter    6.KrischFilter     7.output original Matrix  8.quit\n \
9.Linearization  10.ImageIntensify  11.Output Histogram\n\n");
    	scanf("%d",&OperationNum);
    	if(OperationNum==10)
    	{
    		printf("Enter 'a','b','c','d'.\n:");
    		scanf("%f%f%f%f",&a,&b,&c,&d);		
		} 
    	switch(OperationNum)
    	{
    		case 1: OperationNum=0; AverageFilter();        OutputMatrix(image[0]); break;
    		case 2: OperationNum=0; MiddleFilter();         OutputMatrix(image[0]); break;
    		case 3: OperationNum=0; RobertsFilter();        OutputMatrix(image[0]); break;
    		case 4: OperationNum=0; PrewittFilter();        OutputMatrix(image[0]); break;
    		case 5: OperationNum=0; SobelFilter();          OutputMatrix(image[0]); break;
    		case 6: OperationNum=0; KrischFilter();         OutputMatrix(image[0]); break;
    		case 7: OperationNum=0; ClearMatrix();          OutputMatrix(image[0]); break;
    		case 8: OperationNum=0; flag=0;                                         break; 
    		case 9: OperationNum=0; Linearization(a,b,c,d); OutputMatrix(image[0]); break; 
    		case 11:OperationNum=0; OutputHistogram();                              break;
    		case 10:OperationNum=0; ImageIntensify();       OutputMatrix(image[0]); break;
		}
		ClearMatrix();
	}
    return 0;
}

void MiddleFilter(void)
{
	int I,J,i,j,Compare[9],temp;
	for(i=1;i<N-1;i++)
    {
        for(j=1;j<M-1;j++)
        {
            Compare[0]=image[i-1][j-1];
			Compare[1]=image[i-1][j];
			Compare[2]=image[i-1][j+1];
			Compare[3]=image[i][j-1];
			Compare[4]=image[i][j];
			Compare[5]=image[i][j+1];
			Compare[6]=image[i+1][j-1];
			Compare[7]=image[i+1][j];
			Compare[8]=image[i+1][j+1];
			for(I=0;I<8;I++)
			{
				for(J=0;J<8-I;J++)
				{
					if(Compare[J]>Compare[J+1])
					{
						temp=Compare[J];
						Compare[J]=Compare[J+1];
						Compare[J+1]=temp;
					}
				}
			}
			imageT[i][j]=Compare[4];
        }
    }
    for(i=1;i<N-1;i++)
        for(j=1;j<M-1;j++)
        image[i][j]=imageT[i][j];
}

int SiSheWuRu(float num)
{
    int temp=0,result;
    temp=num*10;
    result=temp/10;
    temp=temp%10;
    if(temp>=5)
    result++;
    return result;
}

void OutputMatrix(int *p)
{
    long k=0;
	for(k=0;k<N*M;k++)
	{
		if((k+1)%M==0)
			printf("%d; \n",*(p+k));
		else
			printf("%d,",*(p+k));
	}
}

void AverageFilter(void)
{
    int i,j;
    for(i=1;i<N-1;i++)
    {
        for(j=1;j<M-1;j++)
        {
            imageT[i][j]=(image[i-1][j-1]+image[i-1][j]+image[i-1][j+1]+
			              image[i][j-1]+image[i][j]+image[i][j+1]+
						  image[i+1][j-1]+image[i+1][j]+image[i+1][j+1])/(9.0);
            image[i][j]=SiSheWuRu(imageT[i][j]);
        }
    }
}

void RobertsFilter(void)
{
	int i,j;
    for(i=0;i<N-1;i++)
    {
        for(j=0;j<M-1;j++)
        {
            imageT[i][j]=sqrt(pow(image[i][j]-image[i+1][j],2)+pow(image[i][j]-image[i][j+1],2));
            if(imageT[i][j]>255)
    		imageT[i][j]=255;
            imageT[i][j]=SiSheWuRu(imageT[i][j]);
        }
    }
    for(i=0;i<N-1;i++)
        for(j=0;j<M-1;j++)
        image[i][j]=imageT[i][j];
}

void PrewittFilter(void)
{
	int i,j;
	int Sx=0,Sy=0;
	for(i=1;i<N-1;i++)
    {
        for(j=1;j<M-1;j++)
        {
        	Sx=image[i+1][j-1]+image[i+1][j]+image[i+1][j+1]-
			  (image[i-1][j-1]+image[i-1][j]+image[i-1][j+1]);
        	Sy=image[i-1][j+1]+image[i][j+1]+image[i+1][j+1]-
			  (image[i-1][j-1]+image[i][j-1]+image[i+1][j-1]);
        	imageT[i][j]=sqrt(pow(Sx,2)+pow(Sy,2));
        	if(imageT[i][j]>255)
    		imageT[i][j]=255;
            imageT[i][j]=SiSheWuRu(imageT[i][j]);
        }
    }
    for(i=1;i<N-1;i++)
        for(j=1;j<M-1;j++)
        image[i][j]=imageT[i][j];
}

void SobelFilter(void)
{
	int i,j;
	int Sx=0,Sy=0;
	for(i=1;i<N-1;i++)
    {
        for(j=1;j<M-1;j++)
        {
        	Sx=image[i+1][j-1]+2*image[i+1][j]+image[i+1][j+1]-
			  (image[i-1][j-1]+2*image[i-1][j]+image[i-1][j+1]);
        	Sy=image[i-1][j+1]+2*image[i][j+1]+image[i+1][j+1]-
			  (image[i-1][j-1]+2*image[i][j-1]+image[i+1][j-1]);
        	imageT[i][j]=sqrt(pow(Sx,2)+pow(Sy,2));
        	if(imageT[i][j]>255)
    		imageT[i][j]=255;
            imageT[i][j]=SiSheWuRu(imageT[i][j]);
        }
    }
    for(i=1;i<N-1;i++)
        for(j=1;j<M-1;j++)
        image[i][j]=imageT[i][j];
}

void KrischFilter(void)
{
	float r[8]={0},temp=0;
	int i,j,I,J;
	for(i=1;i<N-1;i++)
    {
        for(j=1;j<M-1;j++)
        {
        	r[0]=0.625*(image[i-1][j-1]+image[i-1][j]+image[i-1][j+1])
			-0.375*(image[i][j+1]+image[i+1][j+1]+image[i+1][j]+image[i+1][j-1]+image[i][j-1]);
			r[1]=r[0]+image[i][j-1]-image[i-1][j+1];
			r[2]=r[1]+image[i+1][j-1]-image[i-1][j];
			r[3]=r[2]+image[i+1][j]-image[i-1][j-1];
			r[4]=r[3]+image[i+1][j+1]-image[i][j-1];
			r[5]=r[4]+image[i][j+1]-image[i+1][j-1];
			r[6]=r[5]+image[i-1][j+1]-image[i+1][j];
			r[7]=r[6]+image[i-1][j]-image[i+1][j+1];
			for(I=0;I<7;I++)
			{
				for(J=0;J<7-I;J++)
				{
					if(r[J]>r[J+1])
					{
						temp=r[J];
						r[J]=r[J+1];
						r[J+1]=temp;
					}
				}
			}
			imageT[i][j]=8*r[7];
			if(imageT[i][j]>255)
    		imageT[i][j]=255;
			imageT[i][j]=SiSheWuRu(imageT[i][j]);
        }   
    }
    for(i=1;i<N-1;i++)
        for(j=1;j<M-1;j++)
        image[i][j]=imageT[i][j];
}
void IsoSobelFilter(void)
{
	
}

void ClearMatrix(void)
{
	int i,j;
	for(i=0;i<N;i++)
        for(j=0;j<M;j++)
        image[i][j]=imageR[i][j];
}

void InitMatrix(void)
{
	int i,j;
	for(i=0;i<N;i++)
        for(j=0;j<M;j++)
        imageR[i][j]=image[i][j];
}

void Linearization(float a,float b,float c,float d)
{
	int i,j;
	for(i=0;i<N;i++)
    {
    	for(j=0;j<M;j++)
    	{
    		imageT[i][j]=((image[i][j]-a))*(d-c)/(b-a)+d;
    		if(imageT[i][j]>255)
    		imageT[i][j]=255;
    		imageT[i][j]=SiSheWuRu(imageT[i][j]);
		}
	}
	for(i=1;i<N-1;i++)
        for(j=1;j<M-1;j++)
        image[i][j]=imageT[i][j];
}      

void ImageIntensify(void)      
{
	
}

void OutputHistogram()
{
	double Prk[256]={0},Pk[256]={0},
	       Srk[256]={0},SkB[256]={0};
	long nk[256]={0};
	int i,j,n=1;
	/*統計每級灰度頻數*/
	for(i=0;i<N;i++)
	{
		for(j=0;j<M;j++)
	 	{
	 		nk[image[i][j]-1]++; 	
		}		
	}
	/*獲取頻率Prk*/
	for(i=0;i<256;i++)
	{
		Prk[i]=nk[i]/(M*N*1.0);
	}
	/*計算Srk*/	
	for(i=0;i<256;i++)	
	{
		for(j=0;j<=i;j++)
		{
			Srk[i]+=Prk[j];
		}
	}
	/*計算歸一化后的SkB*/
	for(i=0;i<256;i++)
	{
		for(j=0;j<256;j++)
		{
			if((Srk[i]>=(j/255.0))&&(Srk[i]<((j+1)/255.0)))
			{
				SkB[i]=j/255.0;
			}
		}
	}
	/*合并SkB得到最終的Pk*/
	for(i=0;i<256;i+=n)//跳過賦過值的Pk[i]
	{
		n=0;
		for(j=0;j<256;j++)
		{
			if(SkB[j]==(i/255.0))
			{
				Pk[i]+=Prk[j];
				n++;
			}
		}  
		if(n==0)//保證回圈不中斷 
		{
			n=1;
		}
	}
	printf("Sk:\n");
	for(i=0;i<256;i++)
	{
		if(i==255)
		{
			printf("%lf ",i/255.0);
		}
		else
			printf("%lf ,",i/255.0);
	}
	printf("\n\n");
	printf("Prk:\n");
	for(i=0;i<256;i++)
	{
		if(i==255)
		{
			printf("%lf ",Prk[i]);
		}
		else
			printf("%lf ,",Prk[i]);
    }
	printf("\n\n");
	printf("Pk:\n");
	for(i=0;i<256;i++)
	{
		if(i==255)
		{
			printf("%lf ",Pk[i]);
		}
		else
			printf("%lf ,",Pk[i]);
    }
}


/*reference:*/
/*數字影像處理第三版/何東健/西安電子科技大學出版社*/
/*https://blog.csdn.net/u010350978/article/details/44874063/?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-baidujs_baidulandingword-0&spm=1001.2101.3001.4242*/

bmp.h

#include "bmp.h"

#define N 280//影像大小
#define M 500

float imageT[N][M]={0};
int imageR[N][M]={0};
int image[N][M]={0}//放入需要處理的影像

代碼實測無誤，下面展示部分濾波效果

  1. 均值濾波：
    上圖為原圖，下圖為均值濾波后的圖片
    上圖為原圖，下圖為均值濾波后的圖片
    2.直方圖均值化：
    在這里插入圖片描述

畢竟在下水平有限，有什么錯誤歡迎各位大佬指正！

轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/qita/272235.html

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    01 開門見山 隔一個月發一篇文章，不過分。 首先回顧一下《微信系結手機號資料庫被脫庫事件》，我也是第一時間得知了這個訊息，然后跟蹤了整件事情的經過。下面是這起事件的相關截圖以及近日流出的一萬條資料樣本： 個人認為這件事也沒什么，還不如關注一下之前45億快遞資料查詢渠道疑似在近日復活的訊息。 訊息是 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:48:24 more
  • web3 產品介紹：metamask 錢包 使用最多的瀏覽器插件錢包

    Metamask錢包是一種基于區塊鏈技術的數字貨幣錢包，它允許用戶在安全、便捷的環境下管理自己的加密資產。Metamask錢包是以太坊生態系統中最流行的錢包之一，它具有易于使用、安全性高和功能強大等優點。 本文將詳細介紹Metamask錢包的功能和使用方法。 一、 Metamask錢包的功能 數字資 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:47:46 more
  • vulnhub_Earth

    前言 靶機地址->>>vulnhub_Earth 攻擊機ip：192.168.20.121 靶機ip：192.168.20.122 參考文章 https://www.cnblogs.com/Jing-X/archive/2022/04/03/16097695.html https://www.cnb ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:46:20 more
  • 從4k到42k，軟體測驗工程師的漲薪史，給我看哭了

    清明節一過，盲猜大家已經無心上班，在數著日子準備過五一，但一想到銀行卡里的余額……瞬間心情就不美麗了。最近，2023年高校畢業生就業調查顯示，本科畢業月平均起薪為5825元。調查一出，便有很多同學表示自己又被平均了。看著這一資料，不免讓人想到前不久中國青年報的一項調查：近六成大學生認為畢業10年內會 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:44:00 more
  • 最新版本 Stable Diffusion 開源 AI 繪畫工具之中文自動提詞篇

    🎈 標簽生成器 由于輸入正向提示詞 prompt 和反向提示詞 negative prompt 都是使用英文，所以對學習母語的我們非常不友好 使用網址：https://tinygeeker.github.io/p/ai-prompt-generator 這個網址是為了讓大家在使用 AI 繪畫的時候 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:43:36 more
  • 漫談前端自動化測驗演進之路及測驗工具分析

    隨著前端技術的不斷發展和應用程式的日益復雜，前端自動化測驗也在不斷演進。隨著 Web 應用程式變得越來越復雜，自動化測驗的需求也越來越高。如今，自動化測驗已經成為 Web 應用程式開發程序中不可或缺的一部分，它們可以幫助開發人員更快地發現和修復錯誤，提高應用程式的性能和可靠性。 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:43:16 more
  • CANN開發實踐：4個DVPP記憶體問題的典型案例解讀

    摘要：由于DVPP媒體資料處理功能對存放輸入、輸出資料的記憶體有更高的要求（例如，記憶體首地址128位元組對齊），因此需呼叫專用的記憶體申請介面，那么本期就分享幾個關于DVPP記憶體問題的典型案例，并給出原因分析及解決方法。 本文分享自華為云社區《FAQ_DVPP記憶體問題案例》，作者：昇騰CANN。 DVPP ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:43:03 more
  • msf學習

    msf學習 以kali自帶的msf為例 一、msf核心模塊與功能 msf模塊都放在/usr/share/metasploit-framework/modules目錄下 1、auxiliary 輔助模塊，輔助滲透（埠掃描、登錄密碼爆破、漏洞驗證等） 2、encoders 編碼器模塊，主要包含各種編碼 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:42:59 more
  • Halcon軟體安裝與界面簡介

    1. 下載Halcon17版本到到本地 2. 雙擊安裝包后 3. 步驟如下 1.2 Halcon軟體安裝 界面分為四大塊 1. Halcon的五個助手 1) 影像采集助手：與相機連接，設定相機引數，采集影像 2) 標定助手：九點標定或是其它的標定，生成標定檔案及內參外參，可以將像素單位轉換為長度單位 ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:42:17 more
  • 在MacOS下使用Unity3D開發游戲

    第一次發博客，先發一下我的游戲開發環境吧。 去年2月份買了一臺MacBookPro2021 M1pro(以下簡稱mbp)，這一年來一直在用mbp開發游戲。我大致分享一下我的開發工具以及使用體驗。 1、Unity 官網鏈接： https://unity.cn/releases 我一般使用的Apple ......

    uj5u.com 2023-04-20 07:40:19 more

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