TM lab 4

#include "stdafx.h"

#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>  // Gaussian Blur
#include <opencv2/core/core.hpp>        // Basic OpenCV structures (cv::Mat, Scalar)
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <iostream>

#define PI (3.141592653589793)

using namespace std;
using namespace cv;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    // Stworzenie okna w którym przechwycone obrazy będą wyświetlane
    cvNamedWindow("JPEG", CV_WINDOW_AUTOSIZE);

    // Pobranie obrazu
    Mat imageFruits = imread("fruits2.jpg",CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE);

    // Uzyskanie macierzy pikseli na podstawie obiektów Mat
    Mat_<uchar> fruitsPixels = imageFruits;

    const int blockCols = 320/8;
    const int blockRows = 240/8;

    // Utworzenie bloków przechowujących odpowiednio: oryginalny obraz, obraz po DCT, obraz po IDCT
    float block[blockRows][blockCols][8][8];
    float blockDCT[blockRows][blockCols][8][8];
    float blockIDCT[blockRows][blockCols][8][8];
    double qMatrix[8][8] =
    { { 16, 11, 10, 16, 24, 40, 51, 61},
    {12, 12, 14, 19, 26, 58, 60, 55},
    {14, 13, 16, 24, 40, 57, 69, 56},
    {14, 17, 22, 29, 51, 87, 80, 62},
    {18, 22, 37, 56, 68, 109, 103, 77},
    {24, 35, 55, 64, 81, 104, 113, 92},
    {49, 64, 78, 87, 103, 121, 120, 101},
    {72, 92, 95, 98, 112, 100, 103, 99 } }
    double qLevel;


    // TODO
        // podział obrazu na bloki

            for(int i = 0; i<blockRows; i++)
            {
                for(int j=0; j<blockCols; j++)
                {
                    for(int k=0; k<8; k++)
                    {
                        for(int l=0; l<8; l++)
                        {
                            block[i][j][k][l]=fruitsPixels[i*8+k][j*8+l];
                        }
                    }
                }
            }

        // zerowanie blockDCT i blockIDCT
        for (int i = 0; i < blockRows; i++)
        {
            for (int j = 0; j < blockCols; j++)
            {
                for (int k = 0; k < 8; k++)
                {
                    for (int l = 0; l < 8; l++)
                    {
                        blockDCT[i][j][k][l] = 0;
                        blockIDCT[i][j][k][l] = 0;
                    }
                }
            }
        }



    float suma=0;

    // TODO
        // DCT
            for(int i = 0; i<blockRows; i++)
            {
                for(int j=0; j<blockCols; j++)
                {
                    for(int k=0; k<8; k++)
                    {
                        for(int l=0; l<8; l++)
                        {
                            for(int m=0; m<8; m++)
                            {
                                for(int n=0; n<8; n++)
                                {
                                    suma+= block[i][j][m][n]*cos(((2.0*m+1)*k*PI)/(2.0*8.0))*cos(((2.0*n+1)*l*PI)/(2.0*8.0));
                                }
                            }
                            blockDCT[i][j][k][l]=suma/(8.0*8.0);
                            suma = 0;
                        }
                    }
                }
            }

            // kwantyzacja
                for(int i=0; i<8; i++)
                {
                    for(int j=0; j<8; j++)
                    {
                        qMatrix[i][j] = qMatrix[i][j] * ((100 - qLevel) / 99.0 ) * 0.18 + 0.02;
                    }
                }

                for(int i = 0; i<blockRows; i++)
                {
                    for(int j=0; j<blockCols; j++)
                    {
                        for(int k=0; k<8; k++)
                        {
                            for(int l=0; l<8; l++)
                            {
                                block[i][j][k][l] = round(block[i][j][k][l] / qMatrix[k][l]);
                            }
                        }
                    }
                }

            // dekwantyzacja
                for(int i = 0; i<blockRows; i++)
                {
                    for(int j=0; j<blockCols; j++)
                    {
                        for(int k=0; k<8; k++)
                        {
                            for(int l=0; l<8; l++)
                            {
                                block[i][j][k][l] = block[i][j][k][l] * qMatrix[k][l];
                            }
                        }
                    }
                }

            float suma2=0;
            int c,d;

            // IDCT
            for(int i = 0; i<blockRows; i++)
            {
                for(int j=0; j<blockCols; j++)
                {
                    for(int k=0; k<8; k++)
                    {
                        for(int l=0; l<8; l++)
                        {
                            for(int m=0; m<8; m++)
                            {
                                for(int n=0; n<8; n++)
                                {
                                    if(m==0)
                                        c=1;
                                    else c=2;
                                    if(n==0)
                                        d=1;
                                    else d=2;
                                    suma2+= c*d*blockDCT[i][j][m][n]*cos(((2.0*k+1)*m*PI)/(2.0*8.0))*cos(((2.0*l+1)*n*PI)/(2.0*8.0));
                                }
                            }
                            blockIDCT[i][j][k][l]=suma2;
                            suma2 = 0;
                        }
                    }
                }
            }






    // TODO
        // "składanie" obrazu z bloków

            for(int i = 0; i<blockRows; i++)
            {
                for(int j=0; j<blockCols; j++)
                {
                    for(int k=0; k<8; k++)
                    {
                        for(int l=0; l<8; l++)
                        {
                            fruitsPixels[i*8+k][j*8+l]=blockIDCT[i][j][k][l];
                        }
                    }
                }
            }
    // Wyświetlenie obrazu
    imshow("JPEG", fruitsPixels);

    // Oczekiwanie na wciśnięcie klawisza Esc lub Enter
    char key;
    do  key = cvWaitKey(1);
    while(key != 27 && key != 13);

    // Niszczenie okna
    cvDestroyWindow("JPEG");
    return 0;
}