雙線性插值(Bilinear interpolation)的圖像旋轉在mobile上面的C++實現

雙線性插值(Bilinear interpolation)的圖像旋轉在mobile上面的C++實現

 

我們找來了圖像旋轉的公式：

 

X' =  X cosθ -  Y sinθ;

 

Y' =  X sinθ  + Y cosθ;

 

這個圖像公式大家在高中數學課都是會算滴。 然後我們要擴展一下因為我們不是在原點做旋轉，我們要圍繞原來的圖片中心做旋轉， 那麼我們假定原來的圖像中心是 oldCenterX, oldCenterY.旋轉完成以後， 我們要對圖像位置坐調整，調整到新的坐標中心， 那麼我們需要有個新的newCenterX, newCenterY;新的坐標就是新的圖片的中心。那麼我們的公式就可以轉化成了：

 

X' =  (X-oldCenterX) cosθ -  (Y-oldCenterY) sinθ  + newCenterX;

 

Y' =  (X-oldCenterX) sinθ  + (Y-oldCenterY) cosθ + newCenterY;

 

當然啦， 關鍵我們的問題不是旋轉後的位置，而是旋轉以後位置對於到原來的位置關系，也就是說我們更需要的是一個X,Y關於X'和Y'的表達式。很簡單的，我們把問題變成了2元一次方程！

 

X = Y'sinθ + X'cosθ + oldCenterY - newCenterX cosθ - newCenterY sinθ;

 

Y = Y'cosθ - X'sinθ + oldCenterY - newCenterY cosθ + newCenterX sinθ;

 

這樣要寫個合適的代碼就變得簡單了。 但是另一個顯著的問題就是沒有三角函數怎麼辦呢? 就像我們插值的時候用大數一樣， 我們用左移13位的大數來描述一下先，就像下面這樣的：

 

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//test interface for math  

const int K_CosineTable[24] =   

{  

    8192,  

    8172,  

    8112,  

    8012,  

    7874,  

    7697,  

    7483,  

    7233,  

    6947,  

    6627,  

    6275,  

    5892,  

    5481,  

    5043,  

    4580,  

    4096,  

    3591,  

    3068,  

    2531,  

    1981,  

    1422,  

    856,  

    285,  

    -285   

};  

int ShiftCos(int y)  

{  

    if (y<0) y*=-1;  

    y %= 360;  

    if ( y > 270 )   

    {  

        return ShiftCos((360 - y));  

    }  

    else if ( y > 180 )   

    {  

        return - ShiftCos((y - 180));  

    }  

    else if ( y > 90 )   

    {   

        return - ShiftCos((180 - y));  

    }  

    int index  = (y >> 2);  

    int offset = (y % 4);  

    // on the borderline of overflowing if use JInt16  

    int cosVal = (4 - offset) * K_CosineTable[index]  

    + offset * K_CosineTable[index + 1];  

    return cosVal >> 2;  

}  

int ShiftSin(int y)  

{  

    return ShiftCos(y + 270);  

} 

有了這個三角函數的輔助：我們的最後的代碼就是這個樣子：

 

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/** 

** method to remove sharp the raw image with unsharp mask 

* @param src input grayscale binary array  

* @param srcWidth width of the input grayscale image 

* @param srcHeight height of the input grayscale image 

* @param [output] dst output gray-scale image. 

* @param [output] dstWidth width of the output grayscale image 

* @param [output] dstHeight height of the output grayscale image 

* @param angle, rotate angle. 

*/ 

void rotateImage (const unsigned char* src, int srcWidth, int srcHeight, unsigned char*& dst, int& dstWidth, int& dstHeight, int angle)  

{  

      

    // first calculate the new width and height;  

    const int SHIFT = 13;     

    dstWidth  = ( abs (srcWidth*ShiftCos(angle)) + abs (srcHeight*ShiftSin(angle))) >> SHIFT;           

    dstHeight = ( abs (srcWidth*ShiftSin(angle)) + abs (srcHeight*ShiftCos(angle))) >> SHIFT;           

    dst = new unsigned char [dstWidth*dstHeight];  

    int xcenter = srcWidth >> 1;  

    int ycenter = srcHeight >> 1;  

    int xnew = dstWidth >> 1;  

    int ynew = dstHeight >> 1;  

    const int xFix = ( xcenter <<8 ) - ((ynew * ShiftSin (angle)) >> 5 ) - ((xnew * ShiftCos (angle)) >> 5) ;    

    const int yFix = ( ycenter <<8 ) + ((xnew * ShiftSin (angle)) >> 5 ) - ((ynew * ShiftCos (angle)) >> 5) ;  

      

    int ox;  

    int oy;  

    int x;  

    int y;  

    int kx;  

    int ky;  

    int color [2][2];  

    for (int j=0;j<dstHeight;j++)  

    {  

        for (int i=0;i<dstWidth;i++)  

        {  

            ox = ((i * ShiftCos (angle) + j * ShiftSin (angle)) >> 5) + xFix;  

            oy = (((-1) * i * ShiftSin(angle) + j * ShiftCos (angle)) >> 5) + yFix;     

            if ( (ox >> 8) <= srcWidth && (ox >> 8) >=0 && (oy >> 8) <= srcHeight && (oy >> 8) >= 0)  

            {  

                kx = ox >> 8;  

                ky = oy >> 8;  

                x = ox & 0xFF;  

                y = oy & 0xFF;  

                color[0][0] = src[ ky*srcWidth + kx ];   

                color[1][0] = src[ ky*srcWidth + kx +1 ];   

                color[0][1] = src[ (ky+1)*srcWidth + kx ];   

                color[1][1] = src[ (ky+1)*srcWidth + kx+1 ];  

                int final = (0x100 - x)*(0x100 - y)*color[0][0] + x*(0x100 - y)*color[1][0] + (0x100-x)*y*color[0][1] + x*y*color[1][1];  

                final = final >> 16;  

                if (final>255)  

                    final = 255;  

                if (final<0)  

                    final = 0;  

                dst [ j*dstWidth + i] = (unsigned char)final;  

            }  

            else 

            {  

                dst [j*dstWidth + i] = 0xff;  

            }  

        }  

    }  

} 

 

這裡說明一下的是接口的定義，這裡的和目標灰度圖相關的參數都是引用類型的。表示都是輸出的參數，因為圖像旋轉以後的大小會發生變化，函數外不是很方便事先分配好內存，所以這裡采用了就地分配的模式。內存分配在函數內部完成。雖然沒有用ticks去最後測速，但是想來沒有浮點數的計算，這裡的效率還是比較高的，當然這裡一些細節的記錄上還有可以再優化一下的，比如說這個常數5!!!Majic Number呵呵， 其實就是原來的那些數字都希望是左移8的， 所以三角函數中出來的數字需要左移5位！！除此以外就完全是公式的套用了 呵呵。

 

最後來點各個角度的效果圖看看：

 

20度

 

 

40度

 

 

 

60度

 

 

80度

 

 

100度

 

120度

 

本文來自CSDN博客，轉載請標明出處：http://blog.csdn.net/hhygcy/archive/2009/08/20/4465876.aspx