kirsch算子实现

kirsch原理：

Kirsch算子是R.Kirsch提出来一种边缘检测新算法，它采用8个模板对图像上的每一个像素点进行卷积求导数，这8个模板代表8个方向，对图像上的8个特定边缘方向作出最大响应，运算中取最大值作为图像的边缘输出（上述算法中用到的8个模板在下面的实现代码中给出）。为了便于读者理解该算法的实现，这里我们给出实现该算法的函数代码，读者可以稍加改动应用到自己的项目中去。 [1]  

int ntemplate[8][9]={{5,5,5,-3,0,-3,-3,-3,-3},
　　{-3,5,5,-3,0,5,-3,-3,-3},
　　{-3,-3,5,-3,0,5,-3,-3,5},
　　{-3,-3,-3,-3,0,5,-3,5,5},
　　{-3,-3,-3,-3,0,-3,5,5,5},
　　{-3,-3,-3,5,0,-3,5,5,-3},
　　{5,-3,-3,5,0,-3,5,-3,-3},
　　{5,5,-3,5,0,-3,-3,-3,-3}};//3×3

用这个8个模版来计算每个边缘方向的最大响应值作为边缘特征值-边缘强度。

c++代码实现：

BOOL CWMSpatialDomain::Kirsch(HANDLE hImage)
　　{
　　int Nn=9;
　　int ntemplate[8][9]={{5,5,5,-3,0,-3,-3,-3,-3},
　　{-3,5,5,-3,0,5,-3,-3,-3},
　　{-3,-3,5,-3,0,5,-3,-3,5},
　　{-3,-3,-3,-3,0,5,-3,5,5},
　　{-3,-3,-3,-3,0,-3,5,5,5},
　　{-3,-3,-3,5,0,-3,5,5,-3},
　　{5,-3,-3,5,0,-3,5,-3,-3},
　　{5,5,-3,5,0,-3,-3,-3,-3}};//3×3
　　int nSum[8];

if(hImage==NULL)
　　{
　　WriteLog(TRA_LEVEL_WARN,_T("CImageWaterMarkTest::Kirsch, Image is null"));
　　return FALSE;
　　}

int i, j, k, l;
　　int bThre = 5;

BITMAPINFOHEADER ds;
　　memcpy(&ds,hImage, sizeof(ds));
　　int effwdt = ((((ds.biBitCount * ds.biWidth ) + 31) / 32) * 4);

BYTE* pbBits = (BYTE*)hImage + *(DWORD*)hImage + ds.biClrUsed * sizeof(RGBQUAD);
　　WriteLog(TRA_LEVEL_DEBUG,_T("CImageWaterMarkTest::Kirsch, Pic's width=%d, height=%d"),ds.biWidth,ds.biHeight);
　　switch (ds.biBitCount) 
　　{
　　case 1: // 1-bit DIB
　　case 4: // 4-bit DIB
　　break;
　　case 8: // 8-bit DIB
　　{
　　int biWidth=ds.biWidth+2;
　　int biHeight=ds.biHeight+2;
　　long dwEffWidth = ((((ds.biBitCount * biWidth) + 31) / 32) * 4);
　　BYTE* pImage = new BYTE[dwEffWidth * biHeight];// copy the hImage to new pImage
　　memset(pImage,0,dwEffWidth * biHeight);
　　for (i=0; i 　　{
　　for (j=0; j 　　{
　　pImage[(i+1)*dwEffWidth+j+1] = pbBits[i*effwdt + j];
　　}
　　}
　　pImage[0]=pbBits[effwdt+1];
　　pImage[biWidth-1]=pbBits[effwdt+ds.biWidth-2];
　　pImage[dwEffWidth*(biHeight-1)]=pbBits[(ds.biHeight-2)*effwdt+1];
　　pImage[(dwEffWidth)*(biHeight)-1]=pbBits[(ds.biHeight-2)*effwdt+ds.biWidth-2];
　　
　　for (j=0; j 　　{
　　pImage[j+1] = pbBits[effwdt + j];
　　pImage[(biHeight-1)*dwEffWidth+j+1] = pbBits[(ds.biHeight-2)*effwdt + j];
　　}
　　for (i=0; i 　　{
　　pImage[(i+1)*dwEffWidth] = pbBits[i*effwdt + 1];
　　pImage[(i+1)*dwEffWidth+biWidth-1] = pbBits[i*effwdt + ds.biWidth-2];
　　}
　　//SaveAsBmpFileEx(_T("Testfort.bmp"),8,dwEffWidth,biHeight,pImage);

m_ipFramework->ShowProgressCtrl();
　　for (i=0; i 　　{
　　for (j=0; j 　　{
　　int nIndex=0;
　　nSum[0]=nSum[1]=nSum[2]=nSum[3]=nSum[4]=nSum[5]=nSum[6]=nSum[7]=0;
　　for (k=i;k<=i+2;k++)
　　{
　　for (l=j;l<=j+2;l++)
　　{
　　nSum[0] += pImage[k*dwEffWidth+l] * ntemplate[0][nIndex];
　　nSum[1] += pImage[k*dwEffWidth+l] * ntemplate[1][nIndex];
　　nSum[2] += pImage[k*dwEffWidth+l] * ntemplate[2][nIndex];
　　nSum[3] += pImage[k*dwEffWidth+l] * ntemplate[3][nIndex];
　　nSum[4] += pImage[k*dwEffWidth+l] * ntemplate[4][nIndex];
　　nSum[5] += pImage[k*dwEffWidth+l] * ntemplate[5][nIndex];
　　nSum[6] += pImage[k*dwEffWidth+l] * ntemplate[6][nIndex];
　　nSum[7] += pImage[k*dwEffWidth+l] * ntemplate[7][nIndex];
　　nIndex++;
　　}
　　}
　　int nMax=0;
　　//取最大方向的导数；
　　for(k=0;k<8;k++)
　　{ 
　　if(nMax 　　nMax=nSum[k];
　　}
　　if(nMax<0)
　　nMax=0;
　　if(nMax>255)
　　nMax=255;

if(nMax<255)
　　{
　　if(nMax>=bThre)
　　{
　　pbBits[i*effwdt + j]=nMax;
　　}
　　else
　　{
　　pbBits[i*effwdt + j]=0;
　　}
　　}
　　else
　　{
　　pbBits[i*effwdt + j]=255;
　　}
　　}
　　m_ipFramework->SetPosProgressCtrl(int((i+1)*100/ds.biHeight));
　　}
　　m_ipFramework->SetPosProgressCtrl(100);
　　m_ipFramework->HideProgressCtrl();
　　delete[] pImage;
　　}
　　break;
　　case 24: // 24-bit DIB
　　{
　　int biWidth=ds.biWidth+2;
　　int biHeight=ds.biHeight+2;
　　long dwEffWidth = ((((ds.biBitCount * biWidth) + 31) / 32) * 4);
　　BYTE* pImage = new BYTE[dwEffWidth * biHeight];// copy the hImage to new pImage
　　memset(pImage,0,dwEffWidth * biHeight);
　　
　　int cb = 0;
　　int cg = 0;
　　int cr = 0;
　　for (i=0; i 　　{
　　for (j=0; j 　　{
　　BYTE *p1 = &pbBits[i*effwdt + j*3];
　　cb = *p1;cg = *(p1+1);cr = *(p1+2);
　　pImage[(i+1)*dwEffWidth+j+1] = RGB2GRAY(cr,cg,cb);
　　}
　　}
　　pImage[0]=RGB2GRAY(pbBits[effwdt+5],pbBits[effwdt+4],pbBits[effwdt+3]);
　　pImage[biWidth-1]=RGB2GRAY(pbBits[effwdt+(ds.biWidth-2)*3+2],pbBits[effwdt+(ds.biWidth-2)*3+1],pbBits[effwdt+(ds.biWidth-2)*3]);
　　pImage[dwEffWidth*(biHeight-1)]=RGB2GRAY(pbBits[(ds.biHeight-2)*effwdt+5],pbBits[(ds.biHeight-2)*effwdt+4],pbBits[(ds.biHeight-2)*effwdt+3]);
　　pImage[(dwEffWidth)*(biHeight)-1]=RGB2GRAY(pbBits[(ds.biHeight-2)*effwdt+(ds.biWidth-2)*3+2],pbBits[(ds.biHeight-2)*effwdt+(ds.biWidth-2)*3+1],pbBits[(ds.biHeight-2)*effwdt+(ds.biWidth-2)*3]);
　　
　　for (j=0; j 　　{
　　pImage[j+1] = RGB2GRAY(pbBits[effwdt + j*3+2],pbBits[effwdt + j*3+1],pbBits[effwdt + j*3]);
　　pImage[(biHeight-1)*dwEffWidth+j+1] = RGB2GRAY(pbBits[(ds.biHeight-2)*effwdt + j*3+2],pbBits[(ds.biHeight-2)*effwdt + j*3+1],pbBits[(ds.biHeight-2)*effwdt + j*3]);
　　}
　　for (i=0; i 　　{
　　pImage[(i+1)*dwEffWidth] = RGB2GRAY(pbBits[i*effwdt + 5],pbBits[i*effwdt + 4],pbBits[i*effwdt + 3]);
　　pImage[(i+1)*dwEffWidth+biWidth-1] = RGB2GRAY(pbBits[i*effwdt + (ds.biWidth-2)*3+2],pbBits[i*effwdt + (ds.biWidth-2)*3+1],pbBits[i*effwdt + (ds.biWidth-2)*3]);
　　}
　　//SaveAsBmpFileEx(_T("Testfort.bmp"),8,dwEffWidth,biHeight,pImage);

m_ipFramework->ShowProgressCtrl();
　　for (i=0; i 　　{
　　for (j=0; j 　　{
　　int nIndex=0;
　　nSum[0]=nSum[1]=nSum[2]=nSum[3]=nSum[4]=nSum[5]=nSum[6]=nSum[7]=0;
　　for (k=i;k<=i+2;k++)
　　{
　　for (l=j;l<=j+2;l++)
　　{
　　nSum[0] += pImage[k*dwEffWidth+l] * ntemplate[0][nIndex];
　　nSum[1] += pImage[k*dwEffWidth+l] * ntemplate[1][nIndex];
　　nSum[2] += pImage[k*dwEffWidth+l] * ntemplate[2][nIndex];
　　nSum[3] += pImage[k*dwEffWidth+l] * ntemplate[3][nIndex];
　　nSum[4] += pImage[k*dwEffWidth+l] * ntemplate[4][nIndex];
　　nSum[5] += pImage[k*dwEffWidth+l] * ntemplate[5][nIndex];
　　nSum[6] += pImage[k*dwEffWidth+l] * ntemplate[6][nIndex];
　　nSum[7] += pImage[k*dwEffWidth+l] * ntemplate[7][nIndex];
　　nIndex++;
　　}
　　}
　　int nMax=0;
　　//取最大方向的导数；
　　for(k=0;k<8;k++)
　　{ 
　　nSum[k] = fabs(nSum[k]);
　　if(nMax 　　nMax=nSum[k];
　　}
　　if(nMax<0)
　　nMax=0;
　　if(nMax>255)
　　nMax=255;
　　if(nMax<255)
　　{
　　if(nMax>=bThre)
　　{
　　pbBits[i*effwdt + j*3]=nMax;
　　pbBits[i*effwdt + j*3+1]=nMax;
　　pbBits[i*effwdt + j*3+2]=nMax;
　　}
　　else
　　{
　　pbBits[i*effwdt + j*3]=0;
　　pbBits[i*effwdt + j*3+1]=0;
　　pbBits[i*effwdt + j*3+2]=0;
　　}
　　}
　　else
　　{
　　pbBits[i*effwdt + j*3]=255;
　　pbBits[i*effwdt + j*3+1]=255;
　　pbBits[i*effwdt + j*3+2]=255;
　　}
　　}
　　m_ipFramework->SetPosProgressCtrl(int((i+1)*100/ds.biHeight));
　　}
　　m_ipFramework->SetPosProgressCtrl(100);
　　m_ipFramework->HideProgressCtrl();
　　delete[] pImage;
　　}
　　break;

default: // Unrecognized color format
　　WriteLog(TRA_LEVEL_WARN,_T("CImageWaterMarkTest::Kirsch, Unrecognized color format"));
　　return FALSE;
　　}
　　return TRUE;
　　}