VC的旋转双线性插值算法源码

VC的旋转双线性插值算法源码

C/C++ code
/*************************************************************************
* 函数名称：
* RotateDIB2()
* 参数:
* LPSTR lpDIB – 指向源DIB的指针
* int iRotateAngle – 旋转的角度（0-360度）
* 返回值:
* HGLOBAL – 旋转成功返回新DIB句柄，否则返回NULL。
* 说明:
* 该函数用来以图像中心为中心旋转DIB图像，返回新生成DIB的句柄。
* 调用该函数会自动扩大图像以显示所有的象素。函数中采用双线性插
* 值算法进行插值。
************************************************************************/
HGLOBAL CDibImage::RotateDIB2(LPSTR lpDIB, int iRotateAngle)
{
LONG lWidth; // 源图像的宽度
LONG lHeight; // 源图像的高度
LONG lNewWidth; // 旋转后图像的宽度
LONG lNewHeight; // 旋转后图像的高度
LONG lNewLineBytes; // 旋转后图像的宽度（lNewWidth’，必须是4的倍数）
LPSTR lpDIBBits; // 指向源图像的指针
HDIB hDIB; // 旋转后新DIB句柄
LPSTR lpDst; // 指向旋转图像对应象素的指针
LPSTR lpNewDIB; // 指向旋转图像的指针
LPSTR lpNewDIBBits;
LPBITMAPINFOHEADER lpbmi; // 指向BITMAPINFO结构的指针（Win3.0）
LPBITMAPCOREHEADER lpbmc; // 指向BITMAPCOREINFO结构的指针

LONG i; // 循环变量（象素在新DIB中的坐标）
LONG j;
FLOAT i0; // 象素在源DIB中的坐标
FLOAT j0;

float fRotateAngle; // 旋转角度（弧度）
float fSina, fCosa; // 旋转角度的正弦和余弦
// 源图四个角的坐标（以图像中心为坐标系原点）
float fSrcX1,fSrcY1,fSrcX2,fSrcY2,fSrcX3,fSrcY3,fSrcX4,fSrcY4;
// 旋转后四个角的坐标（以图像中心为坐标系原点）
float fDstX1,fDstY1,fDstX2,fDstY2,fDstX3,fDstY3,fDstX4,fDstY4;
float f1,f2;

lpDIBBits = FindDIBBits(lpDIB); // 找到源DIB图像象素起始位置
lWidth = DIBWidth(lpDIB); // 获取图像的宽度
lHeight = DIBHeight(lpDIB); // 获取图像的高度

// 将旋转角度从度转换到弧度
fRotateAngle = (float) RADIAN(iRotateAngle);

fSina = (float) sin((double)fRotateAngle); // 计算旋转角度的正弦
fCosa = (float) cos((double)fRotateAngle); // 计算旋转角度的余弦

// 计算原图的四个角的坐标（以图像中心为坐标系原点）
fSrcX1 = (float) (- (lWidth – 1) / 2);
fSrcY1 = (float) ( (lHeight – 1) / 2);
fSrcX2 = (float) ( (lWidth – 1) / 2);
fSrcY2 = (float) ( (lHeight – 1) / 2);
fSrcX3 = (float) (- (lWidth – 1) / 2);
fSrcY3 = (float) (- (lHeight – 1) / 2);
fSrcX4 = (float) ( (lWidth – 1) / 2);
fSrcY4 = (float) (- (lHeight – 1) / 2);

// 计算新图四个角的坐标（以图像中心为坐标系原点）
fDstX1 = fCosa * fSrcX1 + fSina * fSrcY1;
fDstY1 = -fSina * fSrcX1 + fCosa * fSrcY1;
fDstX2 = fCosa * fSrcX2 + fSina * fSrcY2;
fDstY2 = -fSina * fSrcX2 + fCosa * fSrcY2;
fDstX3 = fCosa * fSrcX3 + fSina * fSrcY3;
fDstY3 = -fSina * fSrcX3 + fCosa * fSrcY3;
fDstX4 = fCosa * fSrcX4 + fSina * fSrcY4;
fDstY4 = -fSina * fSrcX4 + fCosa * fSrcY4;

// 计算旋转后的图像实际宽度
lNewWidth = (LONG)(max(fabs(fDstX4 – fDstX1), fabs(fDstX3 – fDstX2)) + 0.5);
lNewLineBytes = WIDTHBYTES(lNewWidth * 8);

// 计算旋转后的图像高度
lNewHeight = (LONG)(max(fabs(fDstY4 – fDstY1), fabs(fDstY3 – fDstY2)) + 0.5);

f1 = (float) (-0.5 * (lNewWidth – 1) * fCosa – 0.5 * (lNewHeight – 1) * fSina
+ 0.5 * (lWidth – 1));
f2 = (float) ( 0.5 * (lNewWidth – 1) * fSina – 0.5 * (lNewHeight – 1) * fCosa
+ 0.5 * (lHeight – 1));

// 分配内存，以保存新DIB
hDIB = (HDIB) ::GlobalAlloc(GHND, lNewLineBytes * lNewHeight +
*(LPDWORD)lpDIB + PaletteSize(lpDIB));
if (hDIB == NULL)
{
return NULL;
}

lpNewDIB = (char * )::GlobalLock((HGLOBAL) hDIB);

// 复制DIB信息头和调色板
memcpy(lpNewDIB, lpDIB, *(LPDWORD)lpDIB + PaletteSize(lpDIB));

// 找到新DIB象素起始位置
lpNewDIBBits = FindDIBBits(lpNewDIB);
lpbmi = (LPBITMAPINFOHEADER)lpNewDIB;
lpbmc = (LPBITMAPCOREHEADER)lpNewDIB;

// 更新DIB中图像的高度和宽度
if (IS_WIN30_DIB(lpNewDIB))
{
// 对于Windows 3.0 DIB
lpbmi->biWidth = lNewWidth;
lpbmi->biHeight = lNewHeight;
}
else
{
// 对于其它格式的DIB
lpbmc->bcWidth = (unsigned short) lNewWidth;
lpbmc->bcHeight = (unsigned short) lNewHeight;
}

for(i = 0; i < lNewHeight; i++) // 针对图像每行进行操作
{
for(j = 0; j < lNewWidth; j++) // 针对图像每列进行操作
{
// 指向新DIB第i行，第j个象素的指针
// 注意此处宽度和高度是新DIB的宽度和高度
lpDst = (char *)lpNewDIBBits + lNewLineBytes * (lNewHeight – 1 – i) + j;

// 计算该象素在源DIB中的坐标
i0 = -((float) j) * fSina + ((float) i) * fCosa + f2;
j0 = ((float) j) * fCosa + ((float) i) * fSina + f1;

// 利用双线性插值算法来估算象素值
*lpDst = Interpolation (lpDIBBits, lWidth, lHeight, j0, i0);
}
}

return hDIB;
}

/*************************************************************************
* 函数名称：
* Interpolation()
* 参数:
* LPSTR lpDIBBits – 指向源DIB图像指针
* LONG lWidth – 源图像宽度（象素数）
* LONG lHeight – 源图像高度（象素数）
* FLOAT x – 插值元素的x坐标
* FLOAT y – 插值元素的y坐标
* 返回值:
* unsigned char – 返回插值计算结果。
* 说明:
* 该函数利用双线性插值算法来估算象素值。对于超出图像范围的象素，
* 直接返回255。
************************************************************************/
unsigned char CDibImage::Interpolation (LPSTR lpDIBBits, LONG lWidth,
LONG lHeight, FLOAT x, FLOAT y)
{
// 四个最临近象素的坐标(i1, j1), (i2, j1), (i1, j2), (i2, j2)
LONG i1, i2;
LONG j1, j2;

unsigned char f1, f2, f3, f4; // 四个最临近象素值
unsigned char f12, f34; // 二个插值中间值

// 定义一个值，当象素坐标相差小于改值时认为坐标相同
FLOAT EXP;

LONG lLineBytes; // 图像每行的字节数
lLineBytes = WIDTHBYTES(lWidth * 8);

EXP = (FLOAT) 0.0001;

// 计算四个最临近象素的坐标
i1 = (LONG) x;
i2 = i1 + 1;
j1 = (LONG) y;
j2 = j1 + 1;

// 根据不同情况分别处理
if( (x < 0) || (x > lWidth – 1) || (y < 0) || (y > lHeight – 1))
{
return 255; // 要计算的点不在源图范围内，直接返回255。
}
else
{
if (fabs(x – lWidth + 1) <= EXP)
{
// 要计算的点在图像右边缘上
if (fabs(y – lHeight + 1) <= EXP)
{
// 要计算的点正好是图像最右下角那一个象素，直接返回该点象素值
f1 = *((unsigned char *)lpDIBBits + lLineBytes *
(lHeight – 1 – j1) + i1);
return f1;
}
else
{
// 在图像右边缘上且不是最后一点，直接一次插值即可
f1 = *((unsigned char *)lpDIBBits + lLineBytes *
(lHeight – 1 – j1) + i1);
f3 = *((unsigned char *)lpDIBBits + lLineBytes *
(lHeight – 1 – j1) + i2);

// 返回插值结果
return ((unsigned char) (f1 + (y -j1) * (f3 – f1)));
}
}
else if (fabs(y – lHeight + 1) <= EXP)
{
// 要计算的点在图像下边缘上且不是最后一点，直接一次插值即可
f1 = *((unsigned char*)lpDIBBits + lLineBytes * (lHeight – 1 – j1) + i1);
f2 = *((unsigned char*)lpDIBBits + lLineBytes * (lHeight – 1 – j2) + i1);

// 返回插值结果
return ((unsigned char) (f1 + (x -i1) * (f2 – f1)));
}
else
{
// 计算四个最临近象素值
f1 = *((unsigned char*)lpDIBBits + lLineBytes * (lHeight – 1 – j1) + i1);
f2 = *((unsigned char*)lpDIBBits + lLineBytes * (lHeight – 1 – j2) + i1);
f3 = *((unsigned char*)lpDIBBits + lLineBytes * (lHeight – 1 – j1) + i2);
f4 = *((unsigned char*)lpDIBBits + lLineBytes * (lHeight – 1 – j2) + i2);

// 插值1
f12 = (unsigned char) (f1 + (x – i1) * (f2 – f1));
// 插值2
f34 = (unsigned char) (f3 + (x – i1) * (f4 – f3));
// 插值3
return ((unsigned char) (f12 + (y -j1) * (f34 – f12)));
}
}
}

上面这段代码是VC的旋转双线性插值算法

可参见我的文章：
缩放
http://blog.csdn.net/maozefa/archive/2009/10/28/4737584.aspx
旋转：
http://blog.csdn.net/maozefa/archive/2009/11/03/4764338.aspx