1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
|
/*
* =====================================================================================
*
* Filename: 1.01.bildverarbeitung3.cc
*
* Description:
*
* Version: 1.0
* Created: 20.03.2014 12:24:17
* Revision: none
* Compiler: gcc
*
* Author: Stefan Suhren (SSuhren), suhren.stefan@fh-swf.de
* Organization: FH Südwestfalen, Iserlohn
*
* =====================================================================================
*/
#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <cmath>
using namespace std;
//-----------------------------------------------------------------------------
// Type Defs
//-----------------------------------------------------------------------------
typedef unsigned char Pixel;
// ##### DATA TYPES - LOCAL TO THIS SOURCE FILE ##############################
struct pgm_bild
{
char magic[2]; // Bildtyp
int nx; // Zeilenzahl
int ny; // Spaltenzahl
int graumax; // max. Grauwert
Pixel **bild; // Bildmatrix
}; // ---------- end of struct pgm_bild ----------
// ##### LOCAL PROTOTYPES ######################################################
void bild_lesen( pgm_bild *bild, char *ifs_file_name );
void bild_schreiben( pgm_bild *bild, char *ofs_file_name );
void delete_pixel_matrix( Pixel **m );
Pixel** new_pixel_matrix( size_t rows, size_t columns );
void glaetten( pgm_bild *bild1, pgm_bild *bild2 );
void invertieren( pgm_bild *bild1, pgm_bild *bild2 );
void kantenbildung( pgm_bild *bild1, pgm_bild *bild2 );
void kopiere_bildkopf( pgm_bild *bild1, pgm_bild *bild2 );
void schwellwert( pgm_bild *bild1, pgm_bild *bild2, Pixel schwellwert );
// === FUNCTION ======================================================================
// Name: main
// Description: Main loop for user interactions
// Exitcodes: 0 success
// 1 file open failure
// 2 type missmatch
// 3 header corrupted
// 4 image to narrow
// 5 image to low
// 6 pixel read error
// 7 pixel outside of interval
// =====================================================================================
int main( int argc, char *argv[] ){
pgm_bild pic1;
pgm_bild pic2;
char menu = 'e'; // user input for conversion
char ifs_file_name[] = "dreifach.pgm"; // input file name
char ofs_file_name[] = "dreifach.out.pgm"; // output file name
bild_lesen(&pic1, ifs_file_name);
pic2.bild = new_pixel_matrix(1,1);
do{ // repeates till user presses e
cout << "c Kopieren\ng Glätten\ni Invertieren\nk Kantenbildung\ns Schwellwert\ne ENDE\n?";
cin >> menu;
if(menu != 'e'){
switch (menu){ // change output
case 'g':
glaetten(&pic1, &pic2);
break;
case 'i':
invertieren(&pic1, &pic2);
break;
case 'k':
kantenbildung(&pic1, &pic2);
break;
case 's':
schwellwert(&pic1, &pic2, 150);
break;
case 'c':
kopiere_bildkopf(&pic1, &pic2);
for(int i = 0; i < pic2.nx; i++){ // height
for(int j = 0; j < pic2.ny; j++){ // width
pic2.bild[i][j] = pic1.bild[i][j];
}
}
break;
}
bild_schreiben(&pic2, ofs_file_name);
}
}while(menu != 'e');
return EXIT_SUCCESS;
} // ---------- end of function main ----------
// === FUNCTION ======================================================================
// Name: bild_lesen
// Description: Reads image from the file ifs_file_name
// =====================================================================================
void bild_lesen( pgm_bild *bild, char *ifs_file_name ){
int temp = 0; // reads the vales from input file
string cod; // coding string at the beginning
// Open file for manipulation
ifstream ifs; // create ifstream object
ifs.open ( ifs_file_name ); // open ifstream
if (!ifs) {
cerr << "\nERROR : failed to open input file " << ifs_file_name << endl;
exit (EXIT_FAILURE);
}
getline(ifs, cod); // reads hole line
if( cod != "P2"){ // type must match
ifs.close(); // release file handler
cerr << "File type wrong.";
exit(2);
}
else{
bild->magic[0] = cod[0];
bild->magic[1] = cod[1];
}
if(!(ifs >> bild->ny)){ // Header corrupted (width)
ifs.close();
cerr << "Header corrupted.";
exit(3);
}
if(!(ifs >> bild->nx)){ // Header corrupted (height)
ifs.close();
cerr << "Header corrupted.";
exit(3);
}
if(!(ifs >> bild->graumax)){ // Header corrupted
ifs.close();
cerr << "Header corrupted.";
exit(3);
}
if( bild->ny <= 0 ){ // image to narrow
ifs.close(); // release file handler
cerr << "Image is to narrow.";
exit(4);
}
if( bild->nx <= 0 ){ // image to low
ifs.close(); // release file handler
cerr << "Image is to low.";
exit(5);
}
// Create a new pixel matrix for the image
bild->bild = new_pixel_matrix(bild->nx, bild->ny);
cout << "File type: " << bild->magic << endl // printing for debug perposes
<< "Width: " << bild->ny << endl
<< "Height: " << bild->nx << endl
<< "maxGrey: " << bild->graumax << endl;
for(int i = 0; i < bild->nx; i++){ // Height
for(int j = 0; j < bild->ny; j++){ // Width
if(ifs >> temp){ // to prevent char by char reading
if(temp >= 0 && temp <= bild->graumax){
bild->bild[i][j] = temp; // reading input file
}
else{
cerr << "Pixel out of interval";
ifs.close();
exit(7);
}
}
else{
cerr << "Pixel read error" << endl;
ifs.close();
exit(6);
}
}
}
ifs.close (); // close ifstream
}
// === FUNCTION ======================================================================
// Name: bild_schreiben
// Description: Writes image to file ofs_file_name
// =====================================================================================
void bild_schreiben( pgm_bild *bild, char *ofs_file_name ){
ofstream ofs; // create ofstream object
ofs.open ( ofs_file_name ); // open ofstream
if (!ofs) {
cerr << "\nERROR : failed to open output file " << ofs_file_name << endl;
exit (EXIT_FAILURE);
}
ofs << bild->magic << endl // writing header
<< bild->ny << " " << bild->nx << endl
<< bild->graumax << endl;
for(int i = 0; i < bild->nx; i++){
for(int j = 0; j < bild->ny; j++){
ofs << (int) bild->bild[i][j] << ' '; // and writing changed image (don't forget the ' ')
}
ofs << endl;
}
ofs.close (); // close ofstream
}
void delete_pixel_matrix( Pixel **m ){
delete[] *m; // delete data pointer
delete[] m; // delete pointer array
}
// === FUNCTION ======================================================================
// Name: new_pixel_matrix
// Description: Creates a new pixel matrix with a few tricks
// =====================================================================================
Pixel** new_pixel_matrix( size_t rows, size_t columns ){
size_t i;
Pixel **m;
m = new Pixel* [rows]; // allocate pointer array
*m = new Pixel [rows*columns]; // allocate data array
for( i = 1; i<rows; i++){ // set pointers
m[i] = m[i-1] + columns;
}
return m;
}
// === FUNCTION ======================================================================
// Name: glaetten
// Description: bild2 is a smoothed version of bild1
// =====================================================================================
void glaetten( pgm_bild *bild1, pgm_bild *bild2){
// Copy the neccessary values
kopiere_bildkopf( bild1, bild2);
for(int i = 0; i < bild2->ny; i++){ // width
bild2->bild[0][i] = bild1->bild[0][i]; // copy first row
}
for(int i = 1; i < bild2->nx-1; i++){ // height
bild2->bild[i][0] = bild1->bild[i][0]; // copy first pixel every row
for(int j = 1; j < bild2->ny-1; j++){ // width
bild2->bild[i][j] = ( bild1->bild[i-1][j-1]
+ bild1->bild[i-1][j]
+ bild1->bild[i-1][j+1]
+ bild1->bild[i][j-1]
+ bild1->bild[i][j]
+ bild1->bild[i][j+1]
+ bild1->bild[i+1][j-1]
+ bild1->bild[i+1][j]
+ bild1->bild[i+1][j+1]) / 9;
}
bild2->bild[i][bild2->ny-1] = bild1->bild[i][bild2->ny-1]; // copy last pixel every row
}
for(int i = 0; i < bild2->ny; i++){ // width
bild2->bild[bild2->nx-1][i] = bild1->bild[bild2->nx-1][i]; // copy last row
}
}
// === FUNCTION ======================================================================
// Name: invertieren
// Description: bild2 is a inverted version of bild1
// =====================================================================================
void invertieren( pgm_bild *bild1, pgm_bild *bild2 ){
// Copy the neccessary values
kopiere_bildkopf( bild1, bild2 );
for(int i = 0; i < bild2->nx; i++){ // height
for(int j = 0; j < bild2->ny; j++){ // width
bild2->bild[i][j] = bild2->graumax - bild1->bild[i][j]; // inverts value by subtracting from graumax
}
}
}
// === FUNCTION ======================================================================
// Name: kantenbildung
// Description: bild2 is a edged version of bild1
// =====================================================================================
void kantenbildung( pgm_bild *bild1, pgm_bild *bild2 ){
// Copy the neccessary values
kopiere_bildkopf( bild1, bild2);
for(int i = 0; i < bild2->ny; i++){ // width
bild2->bild[0][i] = 0; // blacken the first row
}
for(int i = 1; i < bild2->nx-1; i++){ // height
bild2->bild[i][0] = 0; // blacken the first pixel every row
for(int j = 1; j < bild2->ny-1; j++){ // width
bild2->bild[i][j] = abs(( -1*bild1->bild[i-1][j]
-1*bild1->bild[i][j-1]
+4*bild1->bild[i][j]
-1*bild1->bild[i][j+1]
-1*bild1->bild[i+1][j] ) /9 );
}
bild2->bild[i][bild2->ny-1] = 0; // blacken the last pixel every row
}
for(int i = 0; i < bild2->ny; i++){ // width
bild2->bild[bild2->nx-1][i] = 0; // blacken the last row
}
}
// === FUNCTION ======================================================================
// Name: kopiere_bildkopf
// Description: Copies the Header and allocates a new matrix (frees old)
// =====================================================================================
void kopiere_bildkopf( pgm_bild *bild1, pgm_bild *bild2 ){
// Copy the magic value
for(unsigned int i = 0; i < (sizeof bild1->magic/sizeof bild1->magic[0]); i++){
bild2->magic[i] = bild1->magic[i];
}
// Copy over the height/width
bild2->nx = bild1->nx;
bild2->ny = bild1->ny;
// Copy graumax
bild2->graumax = bild1->graumax;
//Free memory
delete_pixel_matrix(bild2->bild);
bild2->bild = new_pixel_matrix( bild2->nx, bild2->ny);
}
// === FUNCTION ======================================================================
// Name: schwellwert
// Description: bild2 is a polarised version of bild1 parted by schwellwert
// =====================================================================================
void schwellwert( pgm_bild *bild1, pgm_bild *bild2, Pixel schwellwert){
for(int i = 0; i < bild2->nx; i++){ // height
for(int j = 0; j < bild2->ny; j++){ // width
if( bild1->bild[i][j] < schwellwert ){ // value < schwellwert, image black
bild2->bild[i][j] = 0;
}
else{ // else white
bild2->bild[i][j] = bild2->graumax;
}
}
}
}
|