第４章  画像補正

【リスト4-1】 色変化の抽出
#include "myWin.h"
#include "math.h"
#define XST 420
#define YST 10
#define GWIDTH 400
#define GHIGHT 400
#define RED(X) (X & 0xFF)
#define GREEN(X) ((X>>8) & 0xFF)
#define BLUE(X) ((X>>16) & 0xFF)
static HBITMAP hBM[2];static HDC hBuff[2]; 
static BITMAP bM[2];
void clearBitmap(int i){//ビットマップのクリア
	SelectObject(hBuff[i], GetStockObject(NULL_PEN));
	PatBlt(hBuff[i], 0,0,GWIDTH,GHIGHT,WHITENESS);//黒塗り
}
void createBitmap(HWND hw){//ビットマップの設定
	HDC hdc=GetDC(hw);
	for(int i=0;i<2;i++){
		hBM[i]=CreateCompatibleBitmap(hdc,GWIDTH,GHIGHT);
		hBuff[i]=CreateCompatibleDC(hdc); SelectObject(hBuff[i], hBM[i]);
		clearBitmap(i);
	}
}
int pixel(int i, int j){//画像1からピクセルを取り出す
	return GetPixel(hBuff[1], i,j);
}
void setPixel(int i, int j, COLORREF C){//画像0にピクセルを設定する
	SetPixel(hBuff[0], i,j, C);
}
void drawEdge(){
	COLORREF C1,C2,C3,R1,R2, G1,G2,B1,B2,Z;
	for(int i=0;i<GWIDTH; i++){
		int i1=(i==(GWIDTH-1))?(GWIDTH-2):i, i2=i1+1;
		for(int j=0;j<GHIGHT; j++){
			int j1=(j==(GHIGHT-1))?(GHIGHT-2):j, j2=j1+1;
			C1=pixel(i1, j1); C2=pixel(i2, j1); C3=pixel(i1, j2);
			R1=abs((int)(RED  (C1)-RED  (C2)));
			G1=abs((int)(GREEN(C1)-GREEN(C2)));
			B1=abs((int)(BLUE (C1)-BLUE (C2)));
			R2=abs((int)(RED  (C1)-RED  (C3)));
			G2=abs((int)(GREEN(C1)-GREEN(C3)));
			B2=abs((int)(BLUE (C1)-BLUE (C3)));
			R1=R1+R2;G1=G1+G2;B1=B1+B2;
			if(R1>255) R1=255;if(G1>255) G1=255;if(B1>255) B1=255;
			setPixel(i,j,RGB(R1,G1,B1));
		}	
	}
}
void procLButtonDown(HWND hw, WPARAM wp,LPARAM lp){
    drawEdge();
	InvalidateRect(hw,NULL,TRUE);
}
void procRButtonDown(HWND hw, WPARAM wp,LPARAM lp){
	clearBitmap(0);//画像0をクリア
    InvalidateRect(hw,NULL,TRUE);
}
void procCreate(HWND hw, WPARAM wp,LPARAM lp){//初期処理
	createBitmap(hw);MoveWindow(hw,0,0,850,460,TRUE);
	hBM[1]=LoadBitmap(hInstance, TEXT("suzume"));//画像1に表示
	GetObject(hBM[1],sizeof(BITMAP), &bM[1]);
    InvalidateRect(hw,NULL,TRUE);
}
void procPaint(HWND hw, WPARAM wp,LPARAM lp){//画面表示
	PAINTSTRUCT ps;	
	HDC hdc  = BeginPaint(hw,&ps);
	SelectObject(hBuff[0],hBM[0]);SelectObject(hBuff[1],hBM[1]);
	BitBlt(hdc,10,YST,GWIDTH, GHIGHT, hBuff[0], 0,0,SRCCOPY);
	BitBlt(hdc,XST,YST,GWIDTH, GHIGHT, hBuff[1], 0,0,SRCCOPY);
	EndPaint(hw,&ps);
}
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hw, UINT msg, WPARAM wp,LPARAM lp){
	switch(msg){
 	case WM_DESTROY : PostQuitMessage(0)  ; return 0;
	case WM_CREATE  : procCreate(hw,wp,lp); return 0;
	case WM_LBUTTONDOWN  : procLButtonDown(hw,wp,lp); return 0;
	case WM_RBUTTONDOWN  : procRButtonDown(hw,wp,lp); return 0;
	case WM_PAINT   : procPaint (hw,wp,lp); return 0;
	}
	return DefWindowProc(hw,msg,wp,lp);
}

(線画にする）
           C1=0; if(R1>40||G1>40||B1>40)C1=0xFFFFFF;
		    setPixel(i,j,C1);

【リスト4-2】 モザイク処理
void drawMosaic(){
	BitBlt(hBuff[0],0,0,GWIDTH, GHIGHT, hBuff[1], 0,0,SRCCOPY);
	int ist=80, ied=160, jst=80, jed=160;//モザイク範囲
	for(int i=ist; i<ied;i+=8)for(int j=jst; j<jed;j+=8){
		/*注釈部は平均をとる方法
		int N=0, R=0,G=0,B=0;
		for(int k1=0;k1<8;k1++)for(int k2=0;k2<8;k2++){
  			  N++;COLORREF P=pixel(i+k1,j+k2);
			  R+=RED(P);G+=GREEN(P); B+=BLUE(P);
		}
		COLORREF C=RGB(R/N,G/N,B/N);
		*/
		COLORREF C=pixel(i,j);//１ピクセルの値で塗りつぶす方法
		for(int k1=0;k1<8;k1++)for(int k2=0;k2<8;k2++)setPixel(i+k1, j+k2, C);
	}
}

【リスト4-3】 鮮明化処理
COLORREF mixColor(int C1, int C2,double Alfa){
	return (COLORREF) ((double)C1*(1-Alfa)+(double)C2*Alfa);
}
void drawDistinct(){//鮮明化
	int C0, C1, C2, C3,C4, R1, R2, G1, G2, B1, B2, R,G,B;
	double AR, AG, AB, Alfa=1;//Alfa：鮮明化の度合い。0〜1
	for(int i=1;i<GWIDTH-1;i++)for(int j=1;j<GHIGHT-1;j++){
		int i1=i+1, j1=j+1,i2=i-1, j2=j-1;
		C0=pixel(i , j );//該当ピクセルの色と周辺ピクセルの色	
		C1=pixel(i1, j ); C2=pixel(i , j1);	
		C3=pixel(i2, j ); C4=pixel(i , j2);	
		R=RED(C0); G=GREEN(C0); B=BLUE(C0);//周辺の明るさとの差
		R1= R*4 - RED  (C1)- RED  (C2)- RED  (C3) - RED  (C4);
		G1= G*4 - GREEN(C1)- GREEN(C2)- GREEN(C3) - GREEN(C4);
		B1= B*4 - BLUE (C1)- BLUE (C2)- BLUE (C3) - BLUE (C4);
		AR=abs((double)R1/255)*Alfa;//強調度合い
		AG=abs((double)G1/255)*Alfa;
		AB=abs((double)B1/255)*Alfa;
		R2=0xFF;if(R1<0) R2=0; //周辺が暗い場合は明るく
		G2=0xFF;if(G1<0) G2=0; //周辺が明るい場合は暗く
		B2=0xFF;if(B1<0) B2=0;
		//周辺色との差で明暗強調
		R1=mixColor(R, R2, AR);if(R1>255) R1=255;
		G1=mixColor(G, G2, AG);if(G1>255) G1=255;
		B1=mixColor(B, B2, AB);if(B1>255) B1=255;
		setPixel(i,j,RGB(R1,G1,B1));
	}
}

【リスト4-4】 フィルタ行列の計算関数
void procFilter(int filter[3][3]){
	for(int i=1;i<GWIDTH-1;i++)for(int j=1;j<GHIGHT-1;j++){
		COLORREF C; int R=0,G=0,B=0, T=0, Fk;
		for(int k1=0;k1<3; k1++)for(int k2=0;k2<3; k2++){
			Fk = filter[k1][k2]; T+=Fk;
			C=pixel(i+k1-1,j+k2-1);
			R+=RED(C)*Fk; G+=GREEN(C)*Fk;B+=BLUE(C)*Fk;
		}
		if(R<0)R=0;if(G<0)G=0;if(B<0)B=0;
		if(T>0) {R/=T; G/=T; B/=T;}
		if(R>255)R=255;if(G>255)G=255;if(B>255)B=255;
		setPixel(i,j,RGB(R,G,B));
	}
}

【リスト4-5】 画像平滑化(ぼかし効果)【リスト4-4】の関数を呼び出す。
void drawShade(){
	int filter[3][3]={{1,1,1},{1,1,1},{1,1,1}};
	procFilter(filter);
}
void procLButtonDown(HWND hw, WPARAM wp,LPARAM lp){
    drawShade();
	InvalidateRect(hw,NULL,TRUE);
}
  
【リスト4-6】 加重平均フィルタ【リスト4-4】の関数を呼び出す。
void weightedAvarage(){
	int filter[3][3]={{1,1,1},{1,2,1},{1,1,1}};
	procFilter(filter);
}
void procLButtonDown(HWND hw, WPARAM wp,LPARAM lp){
    weightedAvarage();
	InvalidateRect(hw,NULL,TRUE);
}

【リスト4-7】 メディアンフィルタ
#define swap(type, X,Y) do{type T; T=X;X=Y; Y=T;}while(0)
void drawMedian(){//メディアンフィルタ
	for(int i=1;i<(GWIDTH-1);i++)for(int j=0;j<(GHIGHT-1);j++){
		int R=0,G=0,B=0, T=0, filter[9], k=0;
		for(int k1=0;k1<=2; k1++)for(int k2=0;k2<=2; k2++,k++)
			filter[k]=pixel(i+k1-1, j+k2-1);
		for(int k1=0;k1<8;k1++)for(int k2=8;k2>k1; k2--)
			if(filter[k2-1]>filter[k2]) swap(int,filter[k2-1],filter[k2]);
		setPixel(i,j,filter[4]);
	}
}

【リスト4-8】 鮮明化フィルタ【リスト4-4】の関数を呼び出す。
void distinctFilter(){
	int filter[3][3]={{-1,-1,-1},{-1,9,-1},{-1,-1,-1}};
	procFilter(filter);
	}
void procLButtonDown(HWND hw, WPARAM wp,LPARAM lp){
    weightedAvarage();
	InvalidateRect(hw,NULL,TRUE);
}

【リスト4-9】 もうひとつの鮮明化フィルタ
void procFilter2(int filter[3][3], double alfa){
	for(int i=1;i<GWIDTH-1;i++)for(int j=1;j<GHIGHT-1;j++){
		COLORREF C; int R=0,G=0,B=0; double T=0;
		for(int k1=0;k1<3; k1++)for(int k2=0;k2<3; k2++){
			C=pixel(i+k1-1,j+k2-1);
			R=RED(C);G=GREEN(C);B=BLUE(C);
			T+=(double)((R+G+B)*filter[k1][k2])/3/255;
		}
		T=(T+2)*alfa;if(T<0)T=0;
		C=pixel(i,j);R=RED(C);G=GREEN(C);B=BLUE(C);
		R=(int)(T*R);if(R>255)R=255;
		G=(int)(T*G);if(G>255)G=255;
		B=(int)(T*B);if(B>255)B=255;
		C=RGB(R,G,B);
		setPixel(i,j,C);
	}
}
void distinctFilter(){
	int filter[3][3]={{-1,-1,-1},{-1,9,-1},{-1,-1,-1}};
	procFilter2(filter, 0.5);
}
void procLButtonDown(HWND hw, WPARAM wp,LPARAM lp){
   distinctFilter();
	 InvalidateRect(hw,NULL,TRUE);
}

【リスト4-10】 エッジ抽出フィルタ【リスト4-4】の関数を呼び出す。
void edgeFilter(){
		int filter[3][3]={{-1,-2,1},{-2,0,2},{-1,2,1}};
		procFilter(filter);
}
void procLButtonDown(HWND hw, WPARAM wp,LPARAM lp){
     edgeFilter();
	    InvalidateRect(hw,NULL,TRUE);
}

【リスト4-11】 エッジ抽出フィルタの結果を線画に変換
void enphasisEdge(double Alfa){
	int C,R,G,B,  Z=(int)( 255.0 * 3.0 * Alfa);
	for(int i=0;i<GWIDTH; i++) for(int j=0;j<GHIGHT; j++){
		C=pixel(i,j);R=RED(C);G=GREEN(C);B=BLUE(C);
		if((R+G+G)<Z) C=0xFFFFFF;
		else C=0;
		setPixel(i,j,C);
	}
void procLButtonDown(HWND hw, WPARAM wp,LPARAM lp){
     edgeFilter();//エッジ抽出結果を入力側に移動
	     BitBlt(hBuff[1],0,0,GWIDTH, GHIGHT, hBuff[0], 0,0,SRCCOPY);
	     enphasisEdge(0.3);//線画への変換(色々変更してみよう)
	     InvalidateRect(hw,NULL,TRUE);
}

【リスト4-12】 簡単なエッジ抽出フィルタと明度の指定
void edgeFilter(){
		int filter[3][3]={{1,0,0},{0,-1, },{0,0,0}};
		procFilter(filter);
}
void procLButtonDown(HWND hw, WPARAM wp,LPARAM lp){
     edgeFilter();//エッジ抽出結果を入力側に移動
	     BitBlt(hBuff[1],0,0,GWIDTH, GHIGHT, hBuff[0], 0,0,SRCCOPY);
	     enphasisEdge(0.05);//線画への変換(色々変更してみよう)
	     InvalidateRect(hw,NULL,TRUE);
}

【リスト4-13】 フィルタの段階で線画に変換
void procFilter3(int filter[3][3], double alfa){
	for(int i=1;i<GWIDTH-1;i++)for(int j=1;j<GHIGHT-1;j++){
		COLORREF C; int R=0,G=0,B=0; double T=0;
		for(int k1=0;k1<3; k1++)for(int k2=0;k2<3; k2++){
			C=pixel(i+k1-1,j+k2-1);
			R=RED(C);G=GREEN(C);B=BLUE(C);
			T+=(double)((R+G+B)*filter[k1][k2])/3/255;
		}
		if(T<alfa)C=0xFFFFFF; else C=0;
		setPixel(i,j,C);
	}
void edgeFilter(){
		int filter[3][3]={{1,0,0},{0,-1, },{0,0,0}};
		procFilter3(filter,0.4);
}
void procLButtonDown(HWND hw, WPARAM wp,LPARAM lp){
     edgeFilter();//エッジ抽出結果を入力側に移動
	     BitBlt(hBuff[1],0,0,GWIDTH, GHIGHT, hBuff[0], 0,0,SRCCOPY);
	     enphasisEdge(0.05);//線画への変換(色々変更してみよう)
	     InvalidateRect(hw,NULL,TRUE);
}

【リスト4-14】 メディアンフィルタ処理のソート処理の高速化
	int k1=0, N=8, K=0, NN, mx,mn;
	while(K<=3 ){
		mx=K;mn=K;NN=N-K;
		for(k1=K+1;k1<=NN; k1++){
			if(filter[k1]>filter[mx]) mx=k1;
			if(filter[k1]<filter[mn]) mn=k1;
		}
		if(mx!=NN)filter[mx]=filter[NN];
		if(mn!=K)filter[mn]=filter[K];
		K++;
	}

【リスト4-15】  エンボス効果
void procFilter4(int filter[3][3]){//エンボス用
	for(int i=1;i<GWIDTH-1;i++)for(int j=1;j<GHIGHT-1;j++){
		COLORREF C; int R=0,G=0,B=0, T=0, Fk;
		for(int k1=0;k1<3; k1++)for(int k2=0;k2<3; k2++){
			Fk = filter[k1][k2]; T+=Fk;
			C=pixel(i+k1-1,j+k2-1);
			R+=RED(C)*Fk; G+=GREEN(C)*Fk;B+=BLUE(C)*Fk;
		}
		R+=127;G+=127; B+=127;	//加算する値を変更してみよう。
		if(R<0)R=0;if(G<0)G=0;if(B<0)B=0;
		if(R>255)R=255;if(G>255)G=255;if(B>255)B=255;
		setPixel(i,j,RGB(R,G,B));
	}
void edgeFilter(){
	int filter[3][3]={{1,0,0},{0,-1, },{0,0,0}};
	procFilter4(filter);
	}
void procLButtonDown(HWND hw, WPARAM wp,LPARAM lp){
    edgeFilter();
	 	 InvalidateRect(hw,NULL,TRUE);
}