图像偏移、旋转、最近邻插值、双线性插值源码实现

#include <unistd.h> #include <string.h> #include <stdio.h> #include <math.h> #include <stdlib.h> #include "./pro_fb/fb.h" #include "jpeg_disp.h" extern struct fb_info info; typedef u8_t u8_t_t; //函数功能：解码图片 //返回值:成功解码之后图片像素点值数组，失败返回NULL //参数jpegfile：jpeg文件路径；jpeginfo：该图片的信息(高、宽、深度) u8_t *handle_jpeg(const char *jpegfile,struct fb_info *jpeginfo) { //1、解码图片 u8_t *buf24 = decode_jpeg(jpegfile,jpeginfo); return buf24; } //显示图片 int jpeg_display(u8_t * buf24,int w,int h,int x,int y) { fb_t *buf; struct fb_info newinfo; newinfo.w = w; newinfo.h = h; #ifdef __BPP_32__ buf = rgb24to32(buf24,newinfo); #elif __BPP_16__ buf = rgb24to16(buf24,newinfo); #else printf("you must defined __BPP_32__ or __BPP_16__.\n"); return -1; #endif printf("w = %d\th = %d\n",w,h); int i,j; //在（x,y）处显示图片 for(i=0;i<h;i++) { for(j=0;j<w;j++) { fb_pixel(x+j,y+i,buf[j+i*w]); } } free(buf); return 0; } //正常显示图片 int jpeg_normal_disp(const char *jpegfile,int x,int y) { struct fb_info jpeginfo; u8_t* buf24 = handle_jpeg(jpegfile,&jpeginfo); if(buf24 == NULL) return -1; //显示图片 jpeg_display(buf24,jpeginfo.w,jpeginfo.h,x,y); return 0; } //对图像进行偏移操作,原像素点变为白色 //返回值：成功返回0，失败返回负数 //参数jpegfile ： jpeg图片文件路径；x,y : 显示位置; dx：平移增量 int jpeg_tanslational_disp(const char *jpegfile,int x,int y,double offset) { //1.解码图片,获取像素点阵列 struct fb_info jpeginfo; u8_t * buf24 = handle_jpeg(jpegfile,&jpeginfo); if(buf24 == NULL) return -1; int newdw = jpeginfo.w + ceil(jpeginfo.w * offset); #ifdef __DEBUG__ printf("out image size: %d * %d\n",newdw,jpeginfo.h); #endif u8_t *buf24_copy = (u8_t *)malloc(newdw*jpeginfo.h *3* sizeof(u8_t)); memset(buf24_copy,0xFF,newdw * jpeginfo.h * 3); //2、处理平移之后各个像素点的值 int i,j,dx,dy; for(i=0;i<jpeginfo.h;i++) { for(j = 0;j < jpeginfo.w;j++) { dx = i; dy = ceil(offset *dx) + j; memcpy(buf24_copy + (dx * newdw + dy) * 3,buf24 + (i * jpeginfo.w + j) * 3,3); } } //3.在（x,y）处显示图片 jpeg_display(buf24_copy,newdw,jpeginfo.h,x,y); free(buf24); return 0; } //旋转图片函数 //返回值：成功返回0，失败返回负数 //参数jpegfile ： jpeg图片文件路径；x,y : 显示位置; degree：旋转度数 int jpeg_rotate_disp(const char *jpegfile,int x,int y,int degree) { //1.解码图片,获取像素点阵列 struct fb_info jpeginfo; u8_t *buf24 = handle_jpeg(jpegfile,&jpeginfo); if(buf24 == NULL) return -1; //保证原图可以任意角度旋转的最小尺寸 int newLen=sqrt((double)jpeginfo.w* jpeginfo.w+ (double)jpeginfo.h*jpeginfo.h) + 10; u8_t *buf24_copy = (u8_t *)malloc(newLen * newLen * 3); memset(buf24_copy,0xFF,newLen*newLen*3); //调用旋转函数 image_rotate(buf24,jpeginfo.w,jpeginfo.h,buf24_copy,newLen,newLen,degree,3); //3.在（x,y）处显示图片 jpeg_display(buf24_copy,newLen,newLen,x,y); free(buf24); return 0; } //逆时针旋转到pbuf24_copy的中心，其它用0填充 //pSrc,srcW,srcH原图及其尺寸 //pDst,buf24_copyW,buf24_copyH旋转后图像及其尺寸 //旋转角度 //通道数 void image_rotate(unsigned char* pSrc,int srcW,int srcH, unsigned char* pDst,int buf24_copyW,int buf24_copyH,double degree,int nchannel) { int k; double angle = degree * 3.1415926 / 180.; //旋转角度 double co=cos(angle); //余弦 double si=sin(angle); //正弦 int rotateW,rotateH; //旋转后图像的高宽 int srcdwStep=srcW*nchannel;//宽度步长 int buf24_copyWisthStep=buf24_copyW*nchannel; int x,y; int xMin,xMax,yMin,yMax; int xOff,yOff; //偏移 double xSrc=0.; double ySrc=0.; //变换后图像的坐标在原图中的坐标 //临时变量 fb_t valueTemp=0.; fb_t a1,a2,a3,a4; //计算旋转后的坐标范围 rotateH=srcW*fabs(si)+srcH*fabs(co); rotateW=srcW*fabs(co)+srcH*fabs(si); //计算偏移 xOff=buf24_copyW/2; yOff=buf24_copyH/2; yMin=(buf24_copyH-rotateH)/2.; yMax=yMin+rotateH+1; //加1 xMin=(buf24_copyW-rotateW)/2.; xMax=xMin+rotateW+1; for (y=yMin;y<=yMax;y++) { for (x=xMin;x<=xMax;x++) { //求取在原图中的坐标 ySrc=si*(double)(x-xOff)+co*(double)(y-yOff)+(double)((int)(srcH/2)); xSrc=co*(double)(x-xOff)-si*(double)(y-yOff)+(double)((int)(srcW/2)); //如果在原图范围内 if (ySrc>=0. && ySrc<srcH-0.5 && xSrc>=0. && xSrc<srcW-0.5) { //插值 int xSmall=floor(xSrc); int xBig=ceil(xSrc); int ySmall=floor(ySrc); int yBig=ceil(ySrc); for (k=0;k<nchannel;k++) { a1=(xSmall>=0 && ySmall>=0 ? pSrc[ySmall*srcdwStep+xSmall*nchannel+k]:0); a2=(xBig<srcW && ySmall>=0 ? pSrc[ySmall*srcdwStep+xBig*nchannel+k]:0); a3=(xSmall>=0 && yBig<srcH ? pSrc[yBig*srcdwStep+xSmall*nchannel+k]:0); a4=(xBig<srcW && yBig<srcH ? pSrc[yBig*srcdwStep+xBig*nchannel+k]:0); double ux=xSrc-xSmall; double uy=ySrc-ySmall; //双线性插值 valueTemp=(1-ux)*(1-uy)*a1+(1-ux)*uy*a3+(1-uy)*ux*a2+ux*uy*a4; pDst[y*buf24_copyWisthStep+x*nchannel+k]=floor(valueTemp); } } } } } int jpeg_nearext_disp(const char *jpegfile,int x,int y,int w,int h) { //1.解码图片,获取像素点阵列 struct fb_info jpeginfo; u8_t *buf24 = handle_jpeg(jpegfile,&jpeginfo); if(buf24 == NULL) return -1; //保证原图可以任意角度旋转的最小尺寸 u8_t *buf24_copy = (u8_t *)malloc(w * h * 3); //使用最近邻插值计算放大函数 nearest_insert(buf24,jpeginfo.w,jpeginfo.h, buf24_copy, w, h,3); //3.在（x,y）处显示图片 jpeg_display(buf24_copy,w,h,x,y); free(buf24_copy); return 0; } //最近邻插值计算 //返回值：成功返回0，失败返回负数 //参数: //pSrc:原图像像素点值阵列; sw,sh：原图像高度和宽度 //pDrc:目标图像像素点值阵列; dw,dh：目标图像高度和宽度 int nearest_insert(u8_t *buf24,int sw,int sh, u8_t *buf24_copy, int dw, int dh,int channel) { //sh方向上的比值 double fx = (double)sh / (double)dh; //sw方向上的比值 double fy = (double)sw / (double)dw; int x,y,k; for (x = 0; x < dh; x++) { for(y = 0; y < dw; y++) { for (k = 0; k <channel; k++) { int out = (x * dw + y )* channel + k; int ori = ((int)(fx * x) * sw + (int)(fy * y)) * channel + k; buf24_copy[out] = buf24[ori]; } } } return 0; } int jpeg_biline_disp(const char *jpegfile,int x,int y,int w,int h) { //1.解码图片,获取像素点阵列 struct fb_info jpeginfo; u8_t *buf24 = handle_jpeg(jpegfile,&jpeginfo); if(buf24 == NULL) return -1; //保证原图可以任意角度旋转的最小尺寸 u8_t *buf24_copy = (u8_t *)malloc(w * h * 3); //使用最近邻插值计算放大函数 biliner_insert(buf24,jpeginfo.w,jpeginfo.h, buf24_copy, w, h,3); //3.在（x,y）处显示图片 if(x > info.w) x = 1023; if(y >info.h) y = 720; jpeg_display(buf24_copy,w,h,x,y); free(buf24_copy); return 0; } int biliner_insert(u8_t *buf24,int sw,int sh, u8_t *buf24_copy, int dw, int dh,int channel) { //sh方向上的比值 double fx = (double)sh/ (double)dh; //sw方向上的比值 double fy = (double)sw / (double)dw; int x,y,k; for (x = 0; x < dh; x++) { for(y = 0; y < dw; y++) { //对于目标图像(x, y),实际映射到原图的坐标为(fx * x, fy * y),但是若为小数，原图并不存在该店，因此近似为(i, j) int i = fx * x; int j = fy * y; int out = (x * dw+ y) * channel; //找到四个领域的下标 int ori1 = (i * sw+ j) * channel; int ori2 = (i * sw + (j + 1)) * channel; int ori3 = ((i + 1) * sw + j) * channel; int ori4 = ((i + 1) * sw + (j + 1)) * channel; for (k = 0; k <channel; k++) { float u = (float)x * fx - i; float v = (float)y * fy - j; buf24_copy[out + k] = buf24[