第三章 图像的几何变换
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了第三章 图像的几何变换相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
VC++图像处理程序设计（第1版） 杨淑莹 编著 边奠英 主审
第二章 图像的几何变换
Joanna-In-Hdu&Hust 手工打，印象更深刻
使用工具 VS2010 mfc
声明：这一章开始的代码都是本人实际演示过的，按照本人的操作可以运行。程序并没有很强的健壮性，只能对正确的操作做出符合预期的响应。
整本书的代码文件、测试图片和程序运行exe请在这里下载：https://github.com/CaptainLYN/VCPictureProcessing
这一章中如之前一样，会有很对的错误，比如循环里面的边界有时候会少一多一等，大部分修改的部分都在代码后面说明了，喜欢的同学可以直接拷下来运行试试效果，或者直接前往上面的链接下载源文件。代码都是以类的形式建立的。
一、建立JHBHDib.h头文件，建立类，声明好我们需要实现的函数：
1 #pragma once 2 class CDib; 3 class JHBHDib:public CObject 4 { 5 protected: 6 CDib *dib; 7 public: 8 void GetDib(CDib* cdib); 9 JHBHDib(); 10 ~JHBHDib(); 11 void PingYi(int m_Xmove,int m_Ymove); 12 void JingXiang(bool fangshi); 13 14 //内存一定要在主程序申请，否则程序结束就收回了 15 LPBYTE FangDa(LPBYTE temp,int xzoom,int yzoom,long width,long height,int newwidth,int newheight);//横和纵的放大倍数,这里降低一下要求，是int 16 void SuoXiao(float xzoom,float yzoom); 17 LPBYTE ZhuanZhi(); 18 LPBYTE XuanZhuan(double RotateAngle); 19 double RADIAN(double RotateAngle); 20 21 };
二、建立JHBHDib.cpp，用于实现类中的方法，也就是书中的所有功能函数，有一些函数我可能根据现实需要把参数修改了，嘿嘿嘿，不太记得了哈。另外，我觉得我写代码的一个有点就是注释丰富，同时，不得不说，这也是我的一个缺点，但是没有办法，我不会的地方实在太多了，另一方面，更是为了以后不要看不懂啊（。＾▽＾）：
1 #include"stdafx.h" 2 #include"JHBHDib.h" 3 #include"CDib.h" 4 #include<WindowsX.h> 5 #define _USE_MATH_DEFINES 6 #include<cmath> 7 JHBHDib::JHBHDib() 8 {} 9 JHBHDib::~JHBHDib() 10 {} 11 void JHBHDib::GetDib(CDib *cdib) 12 { 13 dib=cdib; 14 } 15 void JHBHDib::PingYi(int m_Xmove,int m_Ymove)//图像平移 16 { 17 LPBYTE lpSrc;//指向原图像像素的指针 18 LPBYTE p_data;//指向原图像数据 19 20 LPBYTE lpDst;//指向要像素的指针 21 LPBYTE temp;//指向复制图像数据的指针 22 LONG i;//循环变量 23 LONG wide,height;//图像的高和宽 24 LONG lLineBytes;//图像每行的字节数 25 p_data=dib->GetData(); 26 wide=dib->GetWidth(); 27 height=dib->GetHeight(); 28 lLineBytes=((wide*8)+31)/32*4;//计算图像每行的字节数：!!!!4字节对齐，不足补零 29 temp=new BYTE[lLineBytes*height];//暂时分配内存，以保存新图像 30 lpDst=(LPBYTE)temp; 31 memset(lpDst,(BYTE)0,lLineBytes*height);//初始化新分配的内存，初始值为255 32 for(i=0;i<wide;i++)//一竖列一竖列的复制 33 { 34 for(int j=0;j<height;j++) 35 { 36 lpSrc=(LPBYTE)p_data+lLineBytes*(height-1-j)+i;//计算该像素在原dib中的坐标 37 int i0,j0; 38 i0=i+m_Xmove;//计算该像素在新dib中的坐标 39 j0=j+m_Ymove; 40 if(i0>=0&&i0<wide&&j0>=0&&j0<height)//判断是否在新图范围内 41 { 42 lpDst=(LPBYTE)temp+lLineBytes*(height-1-j0)+i0; 43 *lpDst=*lpSrc;//复制像素 44 } 45 else 46 { 47 //lpDst=(LPBYTE)temp+lLineBytes*(height-1+j)+i; 48 //下面这个完全多余 49 //*((unsigned char*)lpDst)=255;//对于原图中没有的像素直接赋值为255 50 } 51 } 52 } 53 memcpy(p_data,temp,lLineBytes*height);//赋值平移后的图像：将temp指向的数据复制到p_data 54 delete []temp;//释放内存 55 } 56 void JHBHDib::JingXiang(bool fangshi)//镜像变换，true是水平镜像，false是垂直镜像 57 { 58 LPBYTE lpSrc; 59 LPBYTE p_data; 60 LPBYTE lpDst; 61 LPBYTE temp; 62 LONG i,j; 63 long height=dib->GetHeight(); 64 long width=dib->GetWidth(); 65 p_data=dib->GetData(); 66 temp=new BYTE[width*height]; 67 if(fangshi) 68 { 69 for(j=0;j<height;j++) 70 { 71 for(i=0;i<width;i++) 72 { 73 lpSrc=(LPBYTE)p_data+width*j+i; 74 lpDst=(LPBYTE)temp+width*(j+1)-i-1;//一定要减一 75 *lpDst=*lpSrc; 76 } 77 } 78 } 79 else{ 80 for(i=0;i<width;i++) 81 for(j=0;j<height;j++) 82 { 83 lpSrc=(LPBYTE)p_data+j*width+i; 84 lpDst=(LPBYTE)temp+width*(height-j-1)+i; 85 *lpDst=*lpSrc; 86 } 87 } 88 memcpy(p_data,temp,width*height); 89 delete []temp; 90 } 91 92 LPBYTE JHBHDib::FangDa(LPBYTE temp,int xzoom,int yzoom,long width,long height,int newwidth,int newheight)//图像的放大，这里改了xzoom和yzoom，因为程序下面要用的也是int，不如直接给int 93 { 94 LPBYTE p_data;//指向原图像 95 p_data=dib->GetData(); 96 LPBYTE lpSrc;//指向原像素 97 LPBYTE lpDst; 98 long i,j,i0,j0;//,height,width; 99 int srclinebyte=((width*8+31)/32)*4; 100 int dstlinebyte=((newwidth*8+31)/32)*4; 101 for(j=0;j<height;j++) 102 for(i=0;i<width;i++) 103 { 104 lpSrc=(LPBYTE)p_data+srclinebyte*j+i; 105 for(j0=0;j0<yzoom;j0++) 106 for(i0=0;i0<xzoom;i0++) 107 { 108 lpDst=(LPBYTE)temp+dstlinebyte*(j*yzoom+j0)+i*xzoom+i0; 109 // 行数 新点坐标 110 *lpDst=*lpSrc; 111 } 112 } 113 return temp; 114 } 115 116 void JHBHDib::SuoXiao(float xzoom,float yzoom) 117 { 118 long width,height,newwidth,newheight,i,j,i0,j0; 119 LPBYTE p_data,temp,lpSrc,lpDst; 120 121 temp=dib->GetData(); 122 p_data=temp; 123 width=dib->GetWidth(); 124 height=dib->GetHeight(); 125 newwidth=(long)(width*xzoom+0.5); 126 newheight=(long)(height*yzoom+0.5); 127 int newlinebytes,linebytes; 128 129 if(dib->GetInfo()->bmiHeader.biBitCount==8)//现在就针对灰度图进行运算 130 { 131 linebytes=((width*8+31)/32)*4; 132 newlinebytes=((newwidth*8+31)/32)*4; 133 temp=new BYTE[newlinebytes*newheight]; 134 for(j=0;j<newheight;j++) 135 for(i=0;i<newwidth;i++) 136 { 137 lpDst=(LPBYTE)temp+newlinebytes*j+i; 138 //计算该点在原图中的位置 139 j0=(LONG)(j/yzoom+0.5); 140 i0=(LONG)(i/xzoom+0.5); 141 if((i0>=0&&i0<width)&&(j0>=0&&j0<height))//虽然这里加了判断，但是感觉理论上是不可能不在原图的 142 { 143 lpSrc=(LPBYTE)p_data+j0*linebytes+i0; 144 *lpDst=*lpSrc; 145 } 146 else 147 { 148 *lpDst=255; 149 } 150 } 151 152 for(j=0;j<height;j++) 153 for(i=0;i<width;i++) 154 { 155 if(j<newheight&&i<newwidth) 156 { 157 lpDst=(LPBYTE)temp+newlinebytes*j+i; 158 *p_data=*lpDst; 159 } 160 else *p_data=0; 161 p_data++; 162 } 163 delete[]temp; 164 //这里的处理方式和放大是不一样的 165 166 } 167 } 168 LPBYTE JHBHDib::ZhuanZhi() 169 { 170 long width=dib->GetWidth(); 171 long height=dib->GetHeight(); 172 int linebytes=((width*8+31)/32)*4; 173 int newlinebytes=(height*8+31)/32*4; 174 int i,j; 175 LPBYTE lpSrc,lpDst,temp,p_data; 176 temp=new BYTE[newlinebytes*width]; 177 memset(temp,(BYTE)0,newlinebytes*width); 178 p_data=dib->GetData(); 179 for(j=0;j<height;j++) 180 for(i=0;i<width;i++) 181 { 182 lpSrc=(LPBYTE)p_data+linebytes*j+i; 183 lpDst=(LPBYTE)temp+newlinebytes*i+j; 184 *lpDst=*lpSrc; 185 } 186 //不用下面这些书因为，图像转置后由于有四字节对齐，所以大小可能会变大，所以，dib类里面销毁的时候大小不对，会出现错误 187 dib->GetInfo()->bmiHeader.biHeight=width; 188 dib->GetInfo()->bmiHeader.biWidth=height; 189 dib->GetInfo()->bmiHeader.biSizeImage=newlinebytes*width; 190 //memcpy(p_data,temp,height*width);//这里这样写linebytes*newlinebytes,否则4字节对齐数据不全会出现边缘彩色 191 //delete(temp); 192 return temp; 193 } 194 double JHBHDib::RADIAN(double RotateAngle) 195 { 196 return RotateAngle*M_PI/180;//要有最上面那个define才行 197 } 198 199 LPBYTE JHBHDib::XuanZhuan(double RotateAngle)//原理看懂了，以后不懂的话看pdf版的就可以了 200 { 201 DWORD DstBufSize; 202 LPBYTE lpTempPtr,lpPtr,lpSrc,lpTemp; 203 double SrcX1,SrcY1,SrcX2,SrcY2,SrcX3,SrcY3,SrcX4,SrcY4; 204 double DstX1,DstY1,DstX2,DstY2,DstX3,DstY3,DstX4,DstY4; 205 DWORD Wold,Hold,Wnew,Hnew; 206 DWORD x0,y0,x1,y1; 207 double cosa,sina;//cos(a),sin(a) 208 double num1,num2; 209 210 //角度到弧度的变化 211 RotateAngle=(double)RADIAN(RotateAngle); 212 cosa=(double)cos((double)RotateAngle); 213 sina=(double)sin((double)RotateAngle); 214 215 //CString s; 216 //s.Format(_T("%lf"),RotateAngle);//将RotateAngle转化为字符串 217 //MessageBox(NULL,s,_T("提示"),MB_OK);//用来测试对不对 218 219 lpSrc=dib->GetData(); 220 Wold=dib->GetWidth(); 221 Hold=dib->GetHeight(); 222 //原图的4个角的坐标 223 SrcX1=(double)(-0.5*Wold); 224 SrcY1=(double)(0.5*Hold); 225 SrcX2=(double)(0.5*Wold); 226 SrcY2=(double)(0.5*Hold); 227 SrcX3=(double)(-0.5*Wold); 228 SrcY3=(double)(-0.5*Hold); 229 SrcX4=(double)(0.5*Wold); 230 SrcY4=(double)(-0.5*Hold); 231 //新图的四个角坐标 232 DstX1=cosa*SrcX1+sina*SrcY1; 233 DstY1=-sina*SrcX1+cosa*SrcY1; 234 DstX2=cosa*SrcX2+sina*SrcY2; 235 DstY2=-sina*SrcX2+cosa*SrcY2; 236 DstX3=cosa*SrcX3+sina*SrcY3; 237 DstY3=-sina*SrcX3+cosa*SrcY3; 238 DstX4=cosa*SrcX4+sina*SrcY4; 239 DstY4=-sina*SrcX4+cosa*SrcY4; 240 //新图的宽度和高度 241 Wnew=(DWORD)(max(fabs(DstX4-DstX1),fabs(DstX3-DstX2))+0.5); 242 Hnew=(DWORD)(max(fabs(DstY4-DstY1),fabs(DstY3-DstY2))+0.5); 243 //计算矩阵中的两个常数，这样不用每次都算 244 num1=(double)(-0.5*Wnew*cosa-0.5*Hnew*sina+0.5*Wold); 245 num2=(double)(0.5*Wnew*sina-0.5*Hnew*cosa+0.5*Hold); 246 247 //这里我选择linebytes，书上不是 248 int newlinebytes=((Wnew*8+31)/32)*4; 249 int linebytes=((Wold*8+31)/32)*4; 250 251 DstBufSize=newlinebytes*Hnew; 252 //DstBufSize=Wnew*Hnew; 253 //原书填入的是白色，虽然我认为要填黑色，但是为了显示效果，还是先暂且选择白色 254 //关于缓冲区，有时候书上是linebytes，有时候又是简单的高和宽的乘积？？ 255 lpTempPtr=new BYTE[DstBufSize]; 256 memset(lpTempPtr,(BYTE)255,DstBufSize); 257 lpTemp=lpTempPtr;//保存住总入口 258 for(y1=0;y1<Hnew;y1++) 259 { 260 for(x1=0;x1<Wnew;x1++) 261 { 262 //x0,y0是该点在原图上的坐标 263 x0=(DWORD)(x1*cosa+y1*sina+num1); 264 y0=(DWORD)(-1.0f*x1*sina+y1*cosa+num2); 265 if(x0>=0&&x0<Wold&&y0>=0&&y0<Hold)//在原图范围内 266 { 267 lpPtr=lpSrc+y0*linebytes+x0; 268 //lpPtr=lpSrc+y0*Wold+x0;//像原书这样是不对的 269 lpTempPtr=lpTemp+y1*newlinebytes+x1; 270 //lpTempPtr=lpTemp+y1*Wnew+x1; 271 *lpTempPtr=*lpPtr; 272 273 //lpTempPtr=lpTemp; 274 275 } 276 } 277 } 278 dib->GetInfo()->bmiHeader.biHeight=Hnew; 279 dib->GetInfo()->bmiHeader.biWidth=Wnew; 280 dib->GetInfo()->bmiHeader.biSizeImage=newlinebytes*Hnew; 281 282 return lpTemp; 283 }
三、在菜单栏添加函数，并添加相应的事件处理程序：
四、MfcPictureProcessingDlg.cpp中的事件处理程序，即我们辛苦编写的调用函数：
1 void CMfcPictureProcessingDlg::On32789()//图像平移 2 { 3 CDib dib; 4 if(filePath.Compare(_T(""))!=0) 5 { 6 dib.LoadFile(filePath); 7 if(dib.m_valid) 8 { 9 CDC* pDC=GetDC(); 10 JHBHDib jdib; 11 jdib.GetDib(&dib); 12 PingYiTiShi p; 13 p.DoModal(); 14 if(p.ifok==1)//如果点击了确认键而不是点击退出的叉 15 { 16 jdib.PingYi(p.GetX(),p.GetY());//核心就在这里 17 CViewImage imageview; 18 imageview.GetDib(&dib); 19 imageview.OnDraw2(pDC,dib.GetWidth()+5,0); 20 } 21 } 22 } 23 else{ 24 MessageBox(_T("请先选择文件！"),_T("提示"),MB_OK); 25 } 26 } 27 28 29 void CMfcPictureProcessingDlg::On32790()//水平镜像 30 { 31 CDib dib; 32 if(filePath.Compare(_T(""))!=0) 33 { 34 dib.LoadFile(filePath); 35 if(dib.m_valid) 36 { 37 CDC* pDC=GetDC(); 38 JHBHDib jdib; 39 jdib.GetDib(&dib); 40 jdib.JingXiang(true); 41 CViewImage imageview; 42 imageview.GetDib(&dib); 43 imageview.OnDraw2(pDC,dib.GetWidth()+5,0); 44 } 45 } 46 else{ 47 MessageBox(_T("请先选择文件！"),_T("提示"),MB_OK); 48 } 49 } 50 51 52 void CMfcPictureProcessingDlg::On32791()//垂直镜像 53 { 54 CDib dib; 55 if(filePath.Compare(_T(""))!=0) 几何变换