數字影象縮放之雙三次插值
阿新 • • 發佈:2019-01-22
基函式實現如下void GeometryTrans::Zoom(float ratioX, float ratioY) { //釋放舊的輸出影象緩衝區 if(m_pImgDataOut!=NULL){ delete []m_pImgDataOut; m_pImgDataOut=NULL; } //輸出影象的寬和高 m_imgWidthOut=int(m_imgWidth*ratioX+0.5) ; m_imgHeightOut=int(m_imgHeight*ratioY+0.5); //輸入影象每行畫素位元組數 int lineByteIn=(m_imgWidth*m_nBitCount/8+3)/4*4; //輸出影象每行畫素位元組數 int lineByteOut=(m_imgWidthOut*m_nBitCount/8+3)/4*4; //申請緩衝區,存放輸出結果 m_pImgDataOut=new unsigned char[lineByteOut*m_imgHeightOut]; //每畫素位元組數,輸入影象與輸出影象相同 int pixelByte=m_nBitCount/8; //輸出影象在輸入影象中待插值的位置座標 int coordinateX, coordinateY; //迴圈變數,輸出影象的座標 int i,j; //迴圈變數,畫素的每個通道 int k; //************************************************************** //對原影象進行拓展,上下分別拓展兩行,左右分別拓展兩列 if(m_pImgData_temp!=NULL){ delete []m_pImgData_temp; m_pImgData_temp=NULL; } //拓展影象每行畫素位元組數 int lineByteIn1=((m_imgWidth+4)*m_nBitCount/8+3)/4*4; //申請緩衝區,存放拓展後的影象 m_pImgData_temp=new unsigned char[lineByteIn1*(m_imgHeight+4)]; for(k=0;k<pixelByte;k++) { for(i=0;i<m_imgHeight;i++)//中間m_imgWidth*m_imgHeight的部分 for(j=0;j<m_imgWidth;j++) *(m_pImgData_temp + (i+2)* lineByteIn1 + (j+2)*pixelByte + k) =*(m_pImgData+ i*lineByteIn+ j*pixelByte + k) ; for(i=0;i<2;i++)//拓展上面兩行 for(j=0;j<m_imgWidth;j++) *(m_pImgData_temp + i * lineByteIn1 + (j+2)*pixelByte + k) =*(m_pImgData+ i*lineByteIn+ j*pixelByte + k) ; for(i=0;i<2;i++)//拓展下面兩行 for(j=0;j<m_imgWidth;j++) *(m_pImgData_temp + (i+m_imgHeight+2)* lineByteIn1 + (j+2)*pixelByte + k) =*(m_pImgData+ (i+m_imgHeight-2)*lineByteIn+ j*pixelByte + k) ; for(i=0;i<m_imgHeight;i++)//拓展左邊兩列 for(j=0;j<2;j++) *(m_pImgData_temp + (i+2)* lineByteIn1 + j*pixelByte + k) =*(m_pImgData+ i*lineByteIn+ j*pixelByte + k) ; for(i=0;i<m_imgHeight;i++)//拓展右邊兩列 for(j=0;j<2;j++) *(m_pImgData_temp + (i+2)* lineByteIn1 + (j+m_imgWidth+2)*pixelByte + k) =*(m_pImgData+ i*lineByteIn+ (j+m_imgWidth-2)*pixelByte + k) ; for(i=0;i<2;i++)//左上角部分 for(j=0;j<2;j++) *(m_pImgData_temp + i* lineByteIn1 + j*pixelByte + k) =*(m_pImgData+ i*lineByteIn+ j*pixelByte + k) ; for(i=0;i<2;i++)//右上角部分 for(j=0;j<2;j++) *(m_pImgData_temp + i* lineByteIn1 + (j+m_imgWidth+2)*pixelByte + k) =*(m_pImgData+ i*lineByteIn+ (j+m_imgWidth-2)*pixelByte + k) ; for(i=0;i<2;i++)//左下角部分 for(j=0;j<2;j++) *(m_pImgData_temp + (i+m_imgHeight+2 )* lineByteIn1 + j*pixelByte + k) =*(m_pImgData+ (i+m_imgHeight-2)*lineByteIn+ j*pixelByte + k) ; for(i=0;i<2;i++)//右下角部分 for(j=0;j<2;j++) *(m_pImgData_temp + (i+m_imgHeight+2)* lineByteIn1 + (j+m_imgWidth+2)*pixelByte + k) =*(m_pImgData+ (i+m_imgHeight-2)*lineByteIn+ (j+m_imgWidth-2)*pixelByte + k) ; } //*************************************************************** float u,v; int ii,jj; double Array[3][16];//儲存臨時畫素值的二維陣列 float a[4],c[4];//係數陣列 //雙3次多項式插值 for(i=0; i< m_imgHeightOut; i++) { coordinateY=i/ratioY+0.5; u=(float)(fmodf(i,ratioY)*(1/ratioY)); /*計算係數矩陣*/ a[0]=Sinc(1+u); a[1]=Sinc(u); a[2]=Sinc(1-u); a[3]=Sinc(2-u); for(j=0; j<m_imgWidthOut; j++) { coordinateX=j/ratioX+0.5; /*計算係數矩陣*/ v=(float)(fmodf(j,ratioX)*(1/ratioX)); c[0]=Sinc(1+v); c[1]=Sinc(v); c[2]=Sinc(1-v); c[3]=Sinc(2-v); //輸出影象座標為(j,i)的畫素對映到原圖中的座標值,即插值位置 //若插值位置在輸入影象範圍內,則雙三次多項式插值 if(0<=coordinateX&&coordinateX<(m_imgWidth) && coordinateY>=0&&coordinateY<(m_imgHeight)) { for(k=0;k<pixelByte;k++)//三個通道,RGB for(ii=0;ii<4;ii++) for(jj=0;jj<4;jj++) /*與目的畫素相關的16個原始畫素RGB*/ { Array[k][ii*4+jj] =(double)(*(m_pImgData_temp+ (coordinateY+ii)*lineByteIn1*+ (coordinateX+jj)*pixelByte + k)) ; } for(k=0;k<pixelByte;k++) *(m_pImgDataOut + i * lineByteOut + j*pixelByte + k) =(unsigned char)ABC(a,Array[k],c);/*呼叫ABC求得目的畫素*/ } else //若不在輸入影象範圍內,則置255 { for(k=0;k<pixelByte;k++) *(m_pImgDataOut + i * lineByteOut + j*pixelByte+k) = 255; } } } }
矩陣內積計算函式實現如下loat GeometryTrans::Sinc(float x) /*Sinc(x)是對 Sin(x*Pi)/x 的逼近(Pi是圓周率——π)*/ { if(abs(x)>=0&&abs(x)<1) return (1-2*abs(x)*abs(x)+abs(x)*abs(x)*abs(x)); else if(abs(x)>=1&&abs(x)<2) return (4-8*abs(x)+5*abs(x)*abs(x)-abs(x)*abs(x)*abs(x)); else return 0; }
float GeometryTrans::ABC(float a[],double b[],float c[]) /*矩陣運算函式,求得畫素值,內積*/ { int i,j; float abc=0; float tmp[4]; for(i=0;i<4;i++) tmp[i]=0; for(i=0;i<4;i++) for(j=0;j<4;j++) tmp[i]+=a[j]*b[j*4+i]; for(i=0;i<4;i++) abc+=tmp[i]*c[i]; if (abc<0) abc=0; if (abc>255) abc=255; return abc; }