C++ 中的图像模糊。矩阵副本的问题

Question

我输入一个黑/白像素值矩阵，然后使用平均技术模糊内部。我让程序正确循环，但我需要原始矩阵的常量副本，以便 for 循环在单步执行时使用。我该怎么做？

#include<iostream>
using namespace std;

/****blurImage*****************************************************************************************************
 * main -- Program to blur a grayscale image given the pixel values and their location
 * 
 * Arguments: none
 * 
 * returns: 0
 *****************************************************************************************************************/

void blurImage(int matrix[100][100], int matRow, int matCol, int image[100][100]);

int main(){

    int matRow;
    int matCol;
    bool checkDataOk;
    int matrix[100][100];
    int image[100][100];

    cout << "Enter Image Width (in pixels):";
    cin >> matCol;

    cout << "Enter Image Height (in pixels):";
    cin >> matRow;

    if (matRow <=0 || matCol <=0 )
        checkDataOk = false;
    else checkDataOk = true;


    if(checkDataOk){

        cout << "Enter Pixel Values (left-->right):" << endl;
        int tmp;
        for (int i = 0; i < matRow; i++)
        {
            for (int j = 0 ; j < matCol; j++)
            {
                cin >> tmp;
                matrix[i][j] = tmp;
            }
        }

        blurImage(matrix, matRow, matCol, image);

        cout << endl;
        cout << "Output:" << endl;
        for(int i=0; i<matRow; i++){
            for(int j=0; j<matCol; j++){
                cout << matrix[i][j] << endl;
            }
        }
    }
    else cout << "Invalid Row/Column size";

    return 0;
}

void blurImage(int matrix[100][100], int matRow, int matCol, int image[100][100]){

    for(int i=1; i<(matRow-1); i++){        // start index at 1 and stop at -1 so we don't access outside the image
        for(int j=1; j<(matCol-1); j++){
            int total = 0;

            for(int n=(i-1); n<(i+2); n++){ // start at the top left corner of our current index and loop the 3x3 sub-matrix adding to the total
                for(int m=(j-1); m<(j+2); m++){
                    image = matrix;
                    total += image[n][m];
                }
            }

            int avg = total/9;              // get the average, and set the current index to the average
            matrix[i][j] = avg;
        }
    }

}

如果我输入这个 6x5 矩阵：

0   0   255 0   0
0   255 0   255 0
255 255 0   255 255
255 255 255 255 255
255 0   0   0   255
255 0   0   0   255
0   0   255 0   0

我应该得到：

0   0   255 0   0
0   113 141 113 0 
255 170 198 170 255 
255 170 141 170 255 
255 141 85  141 255 
255 0   0   0   255 
0   0   255 0   0

Answer 1

这一行：

image = matrix;

实际上并不复制数组。如果我没记错的话，这是一个指针赋值（意味着 image 现在将指向 matrix），而不是数据副本。

（我认为）你想要的是：

memcpy(image, matrix, sizeof(image));

由于图像和矩阵是相同类型的数组，我们可以进行内存复制来传输内容。您还可以使用循环来执行复制，但这更简单、更快。

另外，这个操作在四个嵌套循环内会非常慢，所以这可能不是您想要做的。

注意：您需要 #include 才能使用 memcpy。

Answer 2

“但我需要一个恒定的副本
for 循环的原始矩阵
单步执行时使用”

是的！所以不要修改模糊函数中的输入（'matrix'）。仅修改输出（'image'）。

当blurImage（）返回时，'matrix'将保持不变，而'image ' 将包含结果。

因此，当您循环打印输出时，请使用“图像”而不是“矩阵”。如果您确实想将“图像”复制到“矩阵”中，请按照 Joey Adams 的建议进行操作。

Answer 3

这与您的问题无关，但无论如何您最终都会遇到这个问题，所以我会提醒您。执行过滤的方式大约需要 matCol * matRow * k * k 操作，其中 k 是模糊内核的宽度。虽然当 k=3 时这是可以的，但它很快就会变得太慢。

使其更快的一个简单方法是首先仅水平模糊图像，然后垂直模糊中间结果。这将采用 2 * matCol * matRow * k 运算的顺序，并给出相同的结果（为避免舍入，请勿在过程中途除以 k - 保留中间像素总和）

如果您想要解决一个有趣的难题，有一个巧妙的方法可以做到这一点，它大约需要相同的时间，无论给定的是什么k。