В данном приложении содержатся процедуры поддержки
низкочастотной фильтрации растровых изображений и процедуры
усреднения растровых изображений с понижением разрешения, а
также тестовая программа демонстрирующая их работу.
Всего представлены две процедуры низкочастотной фильтрации
V_fltr0 и V_fltr1, предназначенные для обработки изображений
прямо в видеопамяти и с построчной буферизацией в оперативной
памяти, соответственно. Последняя при модификации
вспомогательных процедур доступа к изображению может
обрабатывать картины, находящиеся в файле на внешнем носителе
или просто в оперативной памяти.
Аналогично, представлены две процедуры усреднения
изображения с понижением разрешения - V_fltr2 и V_fltr3.
При фильтрации и усреднении может использоваться одна из
пяти предусмотренных масок фильтрации.
/*================================================== V_FILTR.C
* В файле V_FILTR.C содержатся процедуры
* поддержки фильтрации изображений:
*
* GetStr, PutStr - служебные
*
* V_fltr0 - фильтрует изображение в прямоугольной области,
* работая прямо с видеопамятью
* V_fltr1 - фильтрует изображение в прямоугольной области,
* работая с буферами строк
* V_fltr2 - усредняет картину по маске с понижением
* разрешения, работая прямо с видеопамятью
* V_fltr3 - усредняет картину по маске с понижением
* разрешения, работая с буферами строк
*/
#include <alloc.h>
#define GetMay getpixel
#define PutMay putpixel
static int
Mask0[]= {1,1, 1,1 },
Mask1[]= {1,1,1, 1,1,1, 1,1,1 },
Mask2[]= {1,1,1, 1,2,1, 1,1,1 },
Mask3[]= {1,2,1, 2,4,2, 1,2,1 },
Mask4[]= {1,1,1,1,
1,1,1,1,
1,1,1,1,
1,1,1,1 },
Mask5[]= {1,2, 3, 4, 3,2,1,
2,4, 6, 8, 6,4,2,
3,6, 9,12, 9,6,5,
4,8,12,16,12,8,4,
3,6, 9,12, 9,6,5,
2,4, 6, 8, 6,4,2,
1,2, 3, 4, 3,2,1 },
Mask_ln[]= {2, 3, 3, 3, 4, 7}, /* Размер маски */
Mask_st[]= {2, 2, 2, 2, 4, 4}, /* Шаг усреднения */
Mask_vl[]= {4, 9,10,16,16,256}, /* Сумма элементов */
*Mask_bg[]={ /* Адреса начал */
Mask0,Mask1,Mask2,Mask3,Mask4,Mask5
};
/*----------------------------------------------------- GetStr
* Запрашивает фрагмент растровой строки из видеопамяти
*/
static void GetStr (st, Yst, Xn, Xk)
char *st; int Yst, Xn, Xk;
{ while (Xn <= Xk) *st++= GetMay (Xn++, Yst); }
/*----------------------------------------------------- PutStr
* Записывает фрагмент растровой строки в видеопамять
*/
static void PutStr (st, Yst, Xn, Xk)
char *st; int Yst, Xn, Xk;
{while (Xn <= Xk) PutMay (Xn++, Yst, *st++); }
/*---------------------------------------------------- V_fltr0
* Фильтрует изображение в прямоугольной области,
* работая прямо с видеопамятью
* msknum = 0-5 - номер маски фильтра
* Xn_source,Yn_source - окно исходного изображения
* Xk_source,Xk_source
* Xn_target,Yn_target - верхний левый угол результата
*/
void V_fltr0 (msknum,Xn_source,Yn_source,Xk_source,Yk_source,
Xn_target,Yn_target)
int msknum,Xn_source,Yn_source,Xk_source,Yk_source,
Xn_target,Yn_target;
{
char *plut; /* Указатель палитры */
int *pi; /* Тек указат маски */
int pixel; /* Пиксел исх изображения */
int *Maska, /* Указатель маски */
Mask_Y,Mask_X, /* Размеры маски */
X_centr,Y_centr,/* Центр маски */
Mask_sum, /* Сумма элементов */
Xk, /* Предельные положения маски */
Yk, /* в исходной области */
s, sr, sg, sb, /* Скаляры для суммир в маской */
ii, jj,
Xt, Yt;
/* Запрос параметров маски */
Maska= Mask_bg[msknum]; /* Указатель маски */
Mask_Y= Mask_X= Mask_ln[msknum]; /* Размеры маски */
X_centr= Mask_X / 2; /* Центр маски */
Y_centr= Mask_Y / 2;
Mask_sum= Mask_vl[msknum]; /* Сумма элементов */
/* Предельные положения маски в исходной области */
Xk= Xk_source+1-Mask_X;
Yk= Yk_source+1-Mask_Y;
/*------- Фильтрация с прямой работой с видеопамятью -------*/
for (Yt= Yn_source; Yt<=Yk; ++Yt) {
for (Xt=Xn_source; Xt<=Xk; ++Xt) {
pi= Maska; sr=0; sg=0; sb=0; /* Суммированные RGB*/
for (ii=0; ii<Mask_Y; ++ii)
for (jj=0; jj<Mask_X; ++jj) {
pixel= GetMay (Xt+jj, Yt+ii);
plut= &V_pal256[pixel][0];
s= *pi++; /* Элемент маски */
sr+= (s * *plut++); /* Суммирование */
sg+= (s * *plut++); /* по цветам с */
sb+= (s * *plut++); /* весами маски */
}
sr /= Mask_sum; sg /= Mask_sum; sb /= Mask_sum;
/* Поиск элемента ТЦ, наиболее подходящего для данных R,G,B */
ii= V_clrint (sr, sg, sb);
PutMay (Xn_target+(Xt-Xn_source)+X_centr,
Yn_target+(Yt-Yn_source)+Y_centr, ii);
}
}
} /* V_fltr0 */
/*---------------------------------------------------- V_fltr1
* Фильтрует изображение в прямоугольной области,
* работая с буферами строк
* msknum = 0-5 - номер маски фильтра
* Xn_source,Yn_source - окно исходного изображения
* Xk_source,Xk_source
* Xn_target,Yn_target - верхний левый угол результата
*/
void V_fltr1 (msknum,Xn_source,Yn_source,Xk_source,Yk_source,
Xn_target,Yn_target)
int msknum,Xn_source,Yn_source,Xk_source,Yk_source,
Xn_target,Yn_target;
{
char *plut; /* Указатель палитры */
int *pi; /* Тек указат маски */
int pixel; /* Пиксел исх изображения */
int *Maska, /* Указатель маски */
Mask_Y,Mask_X, /* Размеры маски */
X_centr,Y_centr,/* Центр маски */
Mask_sum, /* Сумма элементов */
Xk, /* Предельные положения маски */
Yk, /* в исходной области */
Dx_source, /* Размер строки исх изображения */
Ystr, /* Y тек читаемой строки изображ */
s, sr, sg, sb, /* Скаляры для суммир в маской */
ii, jj,
Xt, Yt;
char *ps, *sbuf, *pt, *tbuf, *ptstr[8];
Dx_source= Xk_source-Xn_source+1;
/* Запрос параметров маски */
Maska= Mask_bg[msknum]; /* Указатель маски */
Mask_Y= Mask_X= Mask_ln[msknum]; /* Размеры маски */
X_centr= Mask_X / 2; /* Центр маски */
Y_centr= Mask_Y / 2;
Mask_sum= Mask_vl[msknum]; /* Сумма элементов */
/* Предельные положения маски в исходной области */
Xk= Xk_source+1-Mask_X;
Yk= Yk_source+1-Mask_Y;
/* Заказ буферов */
if ((sbuf= malloc (Dx_source * Mask_Y)) == NULL) goto all;
if ((tbuf= malloc (Dx_source)) == NULL)
goto fr_sbuf;
/*------- Фильтрация с использованием буферов строк --------*/
/* Подготовка массива указателей на строки
* ptstr[0] --> последняя строка
* ptstr[1] --> строка 0
* ptstr[2] --> строка 1
* и т.д.
*/
ps= sbuf; ii= Mask_Y; jj= 1;
do {
ptstr[jj]= ps; ps+= Dx_source;
if (++jj == Mask_Y) jj= 0;
} while (--ii > 0);
/* Начальное чтение Mask_Y - 1 строк */
Ystr= Yn_source;
for (ii=1; ii<Mask_Y; ++ii)
GetStr (ptstr[ii], Ystr++, Xn_source, Xk_source);
for (Yt= Yn_source; Yt<=Yk; ++Yt) {
/* Запрос следующей строки и циклический сдвиг указателей */
GetStr (ps= ptstr[0], Ystr++, Xn_source, Xk_source);
jj= Mask_Y-1;
for (ii=0; ii<jj; ++ii) ptstr[ii]= ptstr[ii+1];
ptstr[jj]= ps;
pt= tbuf;
for (Xt=Xn_source; Xt<=Xk; ++Xt) {
pi= Maska; sr=0; sg=0; sb=0; /* Суммированные RGB*/
for (ii=0; ii<Mask_Y; ++ii) {
ps= ptstr[ii] + (Xt-Xn_source);
for (jj=0; jj<Mask_X; ++jj) {
plut= &V_pal256[*ps++ & 255][0];
s= *pi++; /* Элемент маски */
sr+= (s * *plut++); /* Суммирование */
sg+= (s * *plut++); /* по цветам с */
sb+= (s * *plut++); /* весами маски */
}
}
sr /= Mask_sum; sg /= Mask_sum; sb /= Mask_sum;
/* Поиск элемента ТЦ, наиболее подходящего для данных R,G,B */
*pt++= V_clrint (sr, sg, sb);
}
PutStr (tbuf, /* Запись строки */
Yn_target + Y_centr + (Yt-Yn_source) ,
Xn_target + X_centr,
Xn_target + X_centr + (--pt - tbuf));
}
free (tbuf);
fr_sbuf:
free (sbuf);
all:;
} /* V_fltr1 */
/*---------------------------------------------------- V_fltr2
* Усредняет картину по маске с понижением разрешения,
* работая прямо с видеопамятью
* msknum = 0-5 - номер маски фильтра
* Xn_source,Yn_source - окно исходного изображения
* Xk_source,Xk_source
* Xn_target,Yn_target - верхний левый угол результата
*/
void V_fltr2 (msknum,Xn_source,Yn_source,Xk_source,Yk_source,
Xn_target,Yn_target)
int msknum,Xn_source,Yn_source,Xk_source,Yk_source,
Xn_target,Yn_target;
{
char *plut; /* Указатель палитры */
int *pi; /* Тек указат маски */
int pixel; /* Пиксел исх изображения */
int *Maska, /* Указатель маски */
Mask_Y,Mask_X, /* Размеры маски */
X_centr,Y_centr,/* Центр маски */
Mask_sum, /* Сумма элементов */
Xk, /* Предельные положения маски */
Yk, /* в исходной области */
s, sr, sg, sb, /* Скаляры для суммир в маской */
Xr,Yr, /* Координаты пиксела результата */
Sm, /* Сдвиг маски для обраб след точки */
ii, jj,
Xt, Yt;
/* Запрос параметров маски */
Maska= Mask_bg[msknum]; /* Указатель маски */
Mask_Y= Mask_X= Mask_ln[msknum]; /* Размеры маски */
X_centr= Mask_X / 2; /* Центр маски */
Y_centr= Mask_Y / 2;
Mask_sum= Mask_vl[msknum]; /* Сумма элементов */
/* Предельные положения маски в исходной области */
Xk= Xk_source+1-Mask_X;
Yk= Yk_source+1-Mask_Y;
Yt= Yn_source;
Yr= Yn_target+Y_centr;
Sm= Mask_st[msknum]; /* Шаг усреднения*/
while (Yt <= Yk) {
Xt=Xn_source; Xr= Xn_target+X_centr;
while (Xt <= Xk) {
pi= Maska; sr=0; sg=0; sb=0; /* Суммированные RGB*/
for (ii=0; ii<Mask_Y; ++ii)
for (jj=0; jj<Mask_X; ++jj) {
pixel= GetMay (Xt+jj, Yt+ii);
plut= &V_pal256[pixel][0];
s= *pi++; /* Элемент маски */
sr+= (s * *plut++); /* Суммирование */
sg+= (s * *plut++); /* по цветам с */
sb+= (s * *plut++); /* весами маски */
}
sr /= Mask_sum; sg /= Mask_sum; sb /= Mask_sum;
/* Поиск элемента ТЦ, наиболее подходящего для данных R,G,B */
ii= V_clrint (sr, sg, sb);
PutMay (Xr++, Yr, ii);
Xt+= Sm;
}
Yt+= Sm; ++Yr;
}
} /* V_fltr2 */
/*---------------------------------------------------- V_fltr3
* Усредняет картину по маске с понижением разрешения,
* работая с буферами строк
* msknum = 0-5 - номер маски фильтра
* Xn_source,Yn_source - окно исходного изображения
* Xk_source,Xk_source
* Xn_target,Yn_target - верхний левый угол результата
*/
void V_fltr3 (msknum,Xn_source,Yn_source,Xk_source,Yk_source,
Xn_target,Yn_target)
int msknum,Xn_source,Yn_source,Xk_source,Yk_source,
Xn_target,Yn_target;
{
char *plut; /* Указатель палитры */
int *pi; /* Тек указат маски */
int pixel; /* Пиксел исх изображения */
int *Maska, /* Указатель маски */
Mask_Y,Mask_X, /* Размеры маски */
X_centr,Y_centr,/* Центр маски */
Mask_sum, /* Сумма элементов */
Xk, /* Предельные положения маски */
Yk, /* в исходной области */
Dx_source, /* Размер строки исх изображения */
s, sr, sg, sb, /* Скаляры для суммир в маской */
Xr,Yr, /* Координаты пиксела результата */
Sm, /* Сдвиг маски для обраб след точки */
ii, jj,
Xt, Yt;
char *ps, *sbuf, *pt, *tbuf, *ptstr[8];
Dx_source= Xk_source-Xn_source+1;
/* Запрос параметров маски */
Maska= Mask_bg[msknum]; /* Указатель маски */
Mask_Y= Mask_X= Mask_ln[msknum]; /* Размеры маски */
X_centr= Mask_X / 2; /* Центр маски */
Y_centr= Mask_Y / 2;
Mask_sum= Mask_vl[msknum]; /* Сумма элементов */
/* Предельные положения маски в исходной области */
Xk= Xk_source+1-Mask_X;
Yk= Yk_source+1-Mask_Y;
/* Заказ буферов */
if ((sbuf= malloc (Dx_source * Mask_Y)) == NULL) goto all;
if ((tbuf= malloc (Dx_source/Mask_st[msknum]+16)) == NULL)
goto fr_sbuf;
/* Подготовка массива указателей на строки
* ptstr[0] --> строка 0
* ptstr[1] --> строка 1
* ptstr[2] --> строка 2
* и т.д.
*/
ps= sbuf;
for (ii=0; ii<Mask_Y; ++ii) {
ptstr[ii]= ps; ps+= Dx_source;
}
Yt= Yn_source;
Yr= Yn_target+Y_centr;
Sm= Mask_st[msknum]; /* Шаг усреднения*/
while (Yt <= Yk) {
for (ii=0; ii<Mask_Y; ++ii) /* Чтен исх строк */
GetStr (ptstr[ii], Yt+ii, Xn_source, Xk_source);
Xt=Xn_source; pt= tbuf;
while (Xt <= Xk) {
pi= Maska; sr=0; sg=0; sb=0; /* Суммированные RGB*/
for (ii=0; ii<Mask_Y; ++ii) {
ps= ptstr[ii] + (Xt-Xn_source);
for (jj=0; jj<Mask_X; ++jj) {
plut= &V_pal256[*ps++ & 255][0];
s= *pi++; /* Элемент маски */
sr+= (s * *plut++); /* Суммирование */
sg+= (s * *plut++); /* по цветам с */
sb+= (s * *plut++); /* весами маски */
}
}
sr /= Mask_sum; sg /= Mask_sum; sb /= Mask_sum;
/* Поиск элемента ТЦ, наиболее подходящего для данных R,G,B */
*pt++= V_clrint (sr, sg, sb);
Xt+= Sm;
}
PutStr (tbuf,Yr++, /* Запись строки */
Xn_target+X_centr,
Xn_target+X_centr + (--pt - tbuf));
Yt+= Sm;
}
free (tbuf);
fr_sbuf:
free (sbuf);
all:;
} /* V_fltr3 */
/*================================================== T_FILTR.C
*
* ТЕСТ ФИЛЬТРАЦИИ
*
* Программа вначале строит два смещенных вектора
* большими пикселами, затем последовательно для каждой
* из пяти масок:
* - фильтрует с непосредственным доступом к видеопамяти
* - фильтрует с буферизацией растровых строк
* - формирует усредненную картинку меньшего разрешения
* с непосредственным доступом к видеопамяти
* - формирует усредненную картинку меньшего разрешения
* с буферизацией растровых строк
*
* После вывода очередной картинки ждет нажатия любой клавиши
*
* Виды масок:
* 0: 1 1 1: 1 1 1 2: 1 1 1 3: 1 2 1
* 1 1 1 1 1 1 2 1 2 4 2
* 1 1 1 1 1 1 1 2 1
*
* 4: 1 1 1 1 5: 1 2 3 4 3 2 1
* 1 1 1 1 2 4 6 8 6 4 2
* 1 1 1 1 3 6 9 12 9 6 5
* 1 1 1 1 4 8 12 16 12 8 4
* 3 6 9 12 9 6 5
* 2 4 6 8 6 4 2
* 1 2 3 4 3 2 1
*/
#include "V_VECTOR.C"
#include "VGA_256.C"
#include "V_FILTR.C"
#include <conio.h>
#include <graphics.h>
#include <stdio.h>
#define VECTOR 0 /* 0/1 - фикс вектор/ввод координат */
/*------------------------------------------------------- Grid
* Строит сетку 10*10
*/
void Grid (void)
{ int Xn,Yn,Xk,Yk;
setcolor (170);
Xn= 0; Xk= getmaxx();
Yn= 0; Yk= getmaxy();
while (Xn <= Xk) {line (Xn,Yn,Xn,Yk); Xn+= 10; }
Xn= 0;
while (Yn <= Yk) {line (Xn,Yn,Xk,Yn); Yn+= 10; }
} /* Grid */
/*---------------------------------------------- main Filtr */
void main (void)
{
int ii, jj,
mov_lin, /* 0/1 - позиционир/отрезок */
Xn,Yn,Xk,Yk, /* Координаты отрезка */
fon= 140; /* Индекс фона */
int gdriver= DETECT, gmode;
int Xn_source, Yn_source, /* Фильтруемая область */
Xk_source, Yk_source,
Dx_source;
int Xn_target, Yn_target, /* Результаты фильтрации */
Xk_target, Yk_target;
int msknum; /* Номер текущей маски */
char *ps;
V_ini256 (&gdriver, &gmode, "");
ps= (char *)V_pal256;
for (ii=0; ii<=255; ++ii) { /* Ч/б палитра */
jj= ii / 4;
*ps++= jj; *ps++= jj; *ps++= jj;
setrgbpalette (ii, jj, jj, jj);
}
setbkcolor(fon); /* Очистка экрана */
cleardevice();
Xk= getmaxx(); Yk= getmaxy();
/* Начальные установки для фильтрации */
Xn_source= 0; /* Исходная область */
Yn_source= 0;
Xk_source= (Xk + 1)/2 - 1;
Yk_source= Yk;
Xn_target= Xk_source + 1; /* Результ. область */
Yn_target= 0;
Xk_target= Xk;
Yk_target= Yk_source;
Dx_source= Xk_source-Xn_source+1; /* X-размер исходной*/
#if VECTOR
Grid ();
mov_lin= 1; Xn= 0; Yn= 0; Xk= 0; Yk= 0;
for (;;) {
gotoxy (1, 1);
printf(" \r");
printf("mov_lin Xk Yk= (%d %d %d) ? ", mov_lin, Xk, Yk);
scanf ("%d%d%d", &mov_lin, &Xk, &Yk);
if (mov_lin < 0) cleardevice(); else
if (!mov_lin) Grid (); else {
if (mov_lin & 1) V_DDA (0, 0, Xk, Yk);
if (mov_lin & 2) V_Bre (0, 0, Xk, Yk);
}
}
#else
Xk= Dx_source / Pix_X - 1;
Yk= (Yk_source-Yn_source+1) / Pix_Y - 1;
V_DDA (Xn_source, Yn_source, Xk, Yk-17);
V_Bre (Xn_source, Yn_source+17, Xk, Yk);
getch();
#endif
ii= 0xF; /* Обе фильтрации и оба сжатия */
setfillstyle (SOLID_FILL, fon);
for (msknum=0; msknum<6; ++msknum) {
if (ii & 1) { /* Фильтрация из видеоозу */
bar (Xn_target, Yn_target, Xk_target, Yk_target);
V_fltr0 (msknum,Xn_source,Yn_source,
Xk_source,Yk_source,Xn_target,Yn_target);
getch ();
}
if (ii & 2) { /* Фильтрация из буферов */
bar (Xn_target, Yn_target, Xk_target, Yk_target);
V_fltr1 (msknum,Xn_source,Yn_source,
Xk_source,Yk_source,Xn_target,Yn_target);
getch ();
}
if (ii & 4) { /* Сжатие из из видеоозу */
bar (Xn_target, Yn_target, Xk_target, Yk_target);
V_fltr2 (msknum,Xn_source,Yn_source,
Xk_source,Yk_source,Xn_target,Yn_target);
getch ();
}
if (ii & 8) { /* Сжатие из буферов */
bar (Xn_target, Yn_target, Xk_target, Yk_target);
V_fltr3 (msknum,Xn_source,Yn_source,
Xk_source,Yk_source,Xn_target,Yn_target);
getch ();
}
}
closegraph();
} /* main */
Знаете ли Вы, что любой разумный человек скажет, что не может быть улыбки без кота и дыма без огня, что-то там, в космосе, должно быть, теплое, излучающее ЭМ-волны, соответствующее температуре 2.7ºК. Действительно, наблюдаемое космическое микроволновое излучение (CMB) есть тепловое излучение частиц эфира, имеющих температуру 2.7ºK. Еще в начале ХХ века великие химики и физики Д. И. Менделеев и Вальтер Нернст предсказали, что такое излучение (температура) должно обнаруживаться в космосе. В 1933 году проф. Эрих Регенер из Штуттгарта с помощью стратосферных зондов измерил эту температуру. Его измерения дали 2.8ºK - практически точное современное значение. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
