DCT.rar_DCT变换_dct_dct图像压缩_标量_标量量化

#include "stdio.h" #include "stdlib.h" #include "malloc.h" #include "math.h" #define Width 256 #define Height 256 #define N 8 #define Pi 3.1415926 main() { FILE *FileOpen(char *filename,char *opt),*imagein,*imageout;//File为结构体，imagein和imageout是指向FILE类型结构体的指针变量（文件型指针变量），可以通过使指针指向某一个文件的结构体变量，从而通过该结构体变量中的文件信息能够访问该文件 unsigned char *image,*image1,head[1078]; int block(int img_height,int img_width,int size,unsigned char *imgin,unsigned char *imgout); int main1();//DCT变换 int main2();//标量量化 int main3();//反量化 int main4();//反DCT变换 int main5();//反分块 int main6();//信噪比计算 image=malloc(Width*Height*sizeof(unsigned char));//用unsigned char类型是因为图像灰度值是从0到255的整数 image1=malloc(Width*Height*sizeof(unsigned char)); imagein=fopen("Lenna.bmp","rb+");//以rb+(为读/写打开一个二进制文件)方式打开名为“Lenna.bmp”的文件，用指针imagein指向该文件 imageout=fopen("Lena.bmp","wb+");//以wb+方式打开名为“Lenna.bmp”的文件，并用指针imageout指向该文件 fread(head,1078*sizeof(unsigned char),1,imagein);//从imagein所指定的文件中读取长度为1078*sizeof的1个数据项，存到head所指向的内存区 fwrite(head,1078*sizeof(unsigned char),1,imageout);//把head所指向的1*sizeof个字节输出到imageout所指向的文件中 fread(image,Width*Height*sizeof(unsigned char),1,imagein); block(Height,Width,N,image,image1); fwrite(image1,Width*Height*sizeof(unsigned char),1,imageout); free(image);//释放image所指的内存区 free(image1); fclose(imagein);//以防误用。使文件指针变量不指向该文件，不能再通过该指针对原来与其相联系的文件进行读写操作 fclose(imageout); main1(); main2(); main3(); main4(); main5(); main6(); } FILE *FileOpen(char *filename,char *opt) { FILE *fp; fp=fopen(filename,opt); if(fp==NULL) { printf("\n Can't open the file %s !\n",filename); exit(-1); } return(fp); } int block(int img_height,int img_width,int size,unsigned char *imgin,unsigned char *imgout)//分块函数 { int p=0; int r,c,i,j; for(r=0;r<img_height/size;r++)//r为所有的块的行的变化范围为0到height/size-1 { for(c=0;c<img_width/size;c++)//c为所有的块的列的变化范围为0到width/size-1 { for(j=0;j<size;j++)//j为每个块内行的变化范围为0到size-1 { for(i=0;i<size;i++)//i为每个块内列的变化范围为0到size-1 { imgout[p++]=imgin[r*size*img_width+c*size+j*img_width+i]; //c*size*imag_width为找到第r行的块 //r*size 为找到第c列的块 //j*img_width 为找到第r行第c列的块内的第j行 //i 为找到第r行第c列的块内的第j行的第i列 //依次把一维数组imgin中的按块扫描结果赋给一维数组imgout } } } } return 0; } int main1()//DCT变换 { FILE *FileOpen(char *filename,char *opt),*imagein,*imageout; unsigned char *image,head[1078]; double *image1; int i,j; double *DCT(int size,unsigned char *imgin,double *imgout); image=malloc(Width*Height*sizeof(unsigned char)); image1=malloc(Width*Height*sizeof(double)); imagein=fopen("Lena.bmp","rb+"); imageout=fopen("Lena.dat","wb+"); fread(head,1078*sizeof(unsigned char),1,imagein); fread(image,Width*Height*sizeof(unsigned char),1,imagein); DCT(N,image,image1); printf("DCT变换后的前64个值为：\n"); for(i=0;i<8;i++) { for(j=0;j<8;j++) { printf("%-10.6f ",image1[i*N+j]);//输出DCT变换后的前64个值，每8个一行输出 } printf("\n"); } fwrite(image1,Width*Height*sizeof(double),1,imageout); free(image); free(image1); fclose(imagein); fclose(imageout); return 0; } double *DCT(int size,unsigned char *imgin,double *imgout)//DCT变换函数 { int i,j,u,v,k; int p=0; double C[8],D[8]; for(p=0;p<Width*Height;p++) imgout[p]=0; p=0; for(k=0;k<((Width*Height)/(size*size));k++)//k=0,1,...,256*256/64表示的是所有的8*8的块数的块标（因为每个8*8块内含有64个数），即代表第0个8*8块，第1个8*8块... { for(u=0;u<size;u++) { for(v=0;v<size;v++) { if(u==0) C[u]=sqrt(2)/2; else C[u]=1; if(v==0) D[v]=sqrt(2)/2; else D[v]=1; for(i=0;i<size;i++) { for(j=0;j<size;j++) { imgout[p]+=(2.0/size)*C[u]*D[v]*imgin[k*size*size+i*size+j]*cos((2*j+1)*v*Pi/2/size)*cos((2*i+1)*u*Pi/2/size); } }//由k来控制块的变换，u,v来控制每个块内64个数据的行列变化。i,j来控制求和计算。 p++;//p表示的是输出图像序列的标号。每64个数求和计算（由i和j的循环来控制）得到一个p，对于每个块（k表示第k块），一个v对应一个p，共8个v，一个u对应8个v,每个块共8个u，所以每个块共8*8个p，即64个数 } } } return imgout; } int main2()//标量量化 { FILE *FileOpen(char *filename,char *opt),*imagein,*imageout;//结构体FILE定义文件指针imagein和imageout double *image; double *image1; int i,j; int SQ(int size,double *imgin,double *imgout);//定义SQ函数 image=malloc(Width*Height*sizeof(double));//分配Wideth*Height*sizeof个字节的存储区给image image1=malloc(Width*Height*sizeof(double)); imagein=fopen("Lena.dat","rb+");//以“rb+”方式打开“Lena.dat”文件，imagein指向该文件 imageout=fopen("Lena1.dat","wb+"); fread(image,Width*Height*sizeof(double),1,imagein);//从imagein中读入长度为Width*Height*sizeof个字节的1个数据项到image中（读入数据） SQ(N,image,image1);//调用SQ函数 printf("标量量化后的前64个值为：\n"); for(i=0;i<8;i++) { for(j=0;j<8;j++) { printf("%-10.6f ",image1[i*N+j]);//每行输出8个换行 } printf("\n"); } fwrite(image1,Width*Height*sizeof(double),1,imageout);//从image1中读出长度为Width*Height*sizeof个字节的1个数据项 free(image); free(image1); fclose(imagein); fclose(imageout); return 0; } int SQ(int size,double *imgin,double *imgout)//矢量量化函数 {int i,j,k; int p=0; double c[64]={16,11,10,16,24,40,51,61,12,12,14,19,26,58,60,55,14,13,16,24,40,57,69,56,14,17,22,29,51,87,80,62,18,22,37,56,68,109,103,77,24,35,55,64,81,104,113,92,49,64,78,87,103,121,120,101,72,92,95,98,112,100,103,99};//取自JPEG量化表 for(k=0;k<Width*Height;k+=size*size)//k表示第k*64个数 { for(i=0;i<size;i++) {for(j=0;j<size;j++) { if(imgin[k+i*size+j]>0||imgin[k+i*size+j]==0)//该if语句目的是使得出的浮点型DCT系数四舍五入取整 imgout[p]=(int)((imgin[k+i*size+j]/c[i*size+j])+0.5); else imgout[p]=(int)((imgin[k+i*size+j]/c[i*size+j])-0.5); p++; } } } return 0; } int main3()//反量化 { FILE *FileOpen(char *filename,char *opt),*imagein,*imageout;//结构体FILE定义文件指针imagein和imageout double *image; double *image1; int i,j; int ISQ(int size,double *imgin,double *imgout);//定义ISQ函数 image=malloc(Width*Height*sizeof(double));//分配Wideth*Height*sizeof个字节的存储区给image image1=malloc(Width*Height*sizeof(double)); imagein=fopen("Lena1.dat","rb+");//以“rb+”方式打开“Lena1.dat”文件，imagein指向该文件 imageout=fopen("Lena2.dat","wb+"); fread(image,Width*Height*sizeof(double),1,imagein);//从imagein中读入长度为Width*Height*sizeof个字节的1个数据项到image中（读入数据） ISQ(N,image,image1);//调用ISQ函数 printf("反量化后的前64个值为：\n"); for(i=0;i<8;i++) { for(j=0;j<8;j++) { printf("%-10.6f ",image1[i*N+j]);//每行输出8个换行 } printf("\n"); } fwrite(image1,Width*Height*sizeof(double),1,imageout);//从image1中读出长度为Width*Height*sizeof个字节的1个数据项 free(image); free(image1); fclose(imagein); fclose(imageout); return 0; } int ISQ(int size,double *imgin,double *imgout)//反量化函数 {int i,j,k; int p=0; double c[64]={16,11,10,16,24,40,51,61,12,12,14,19,26,58,60,55,14,13,16,24,40,57,69,56,14,17,22,29,51,87,80,62,18,22,37,56,68,109,103,77,24,35,55,64,81,104,113,92,49,64,78,87,103,121,120,101,72,92,95,98,112,100,103,99};//取自JPEG量化表 for(k=0;k<Width*Height;k+=size*size)//k表示第k*64个数 { for(i=0;i<size;i++) {for(j=0;j<size;j++) { imgout[p]=(imgin[k+i*size+j]*c[i*size+j]); p++; } } } return 0; } int main4()//反DCT变