c++11:图像矩阵90,270度原地旋转的c++实现

た入场券 2022-03-10 04:23 573阅读 0赞

前一篇博客[《java:图像矩阵90,270度原地旋转的java实现》][java_90_270_java]对图像矩阵原地旋转实现了java代码，其实最终我的目的是用c++来实现，这样才能真正的提高速度。  
下面是实现代码(c++11),支持BPP为1,2,3,4字节的图像矩阵。

rotate.cpp

#include <type_traits>
    #include <stdint.h>
    #include <algorithm>
    #include <cstring>
    #include <vector>
    // 成功返回标志
    #define JIU_OK 0
    // ERROR:空指针
    #define JIU_NULL_PTR -1
    // ERROR:无效参数
    #define JIU_INVALID_ARG -2
    // 适用于1,2,4字节像素图像的像素交换函数
    template<typename T,size_t BPP = sizeof(T)>
    inline typename std::enable_if<BPP == 1 || BPP == 2 || BPP == 4>::type _myswap(void*a, void* b) noexcept{
        
    	std::swap((T&)a, (T&)b);
    }
    // 适用于3字节(RGB/BGR)像素图像的像素交换函数
    template<typename T, size_t BPP = sizeof(T)>
    inline typename std::enable_if<BPP == 3>::type _myswap(void*a,void* b) noexcept {
        
    	for (int i = 0; i < BPP; ++i) {
        
    		std::swap(((uint8_t*)a)[i], ((uint8_t*)b)[i]);
    	}
    }
    /**
     * 模板函数,将输入图像 顺时针原地旋转(In-place matrix transposition)90度<br>
     * @param <BPP> 模板参数,每像素字节数(1,2,3,4)
     * @param input 输入图像矩阵,size=width*height*bpp
     * @param width 图像宽度
     * @param height 图像宽度
     */
    template<typename T, size_t BPP = sizeof(T)>
    void rotate90(void*input,int width,int height) noexcept {
        
    	for (int i = 0; i < width; i++)
    	{
        
    		for (int j = 0; j < height; j++)
    		{
        
    			int I = height - 1 - j;
    			int J = i;
    			while ((i*height + j) >(I*width + J))
    			{
        
    				int p = I*width + J;
    				int tmp_i = p / height;
    				int tmp_j = p % height;
    				I = height - 1 - tmp_j;
    				J = tmp_i;
    			}
    			_myswap<T,BPP>((uint8_t*)input + (i*height + j)*BPP , (uint8_t*)input+(I*width + J)*BPP);
    		}
    	}
    }
    /**
     * 将输入图像 顺时针原地旋转(In-place matrix transposition)90度<br>
     * 图像必须是1字节对齐，多字节对齐的图像旋转可能会造成图像错位
     * @param input 输入图像矩阵,size=width*height*bpp
     * @param width 图像宽度
     * @param height 图像宽度
     * @param bpp 每像素字节数(1,2,3,4)
     * @return 0-成功,-1 null pointer,-2 invalid argument
     */
    int rotate90(void*input, int width, int height, int bpp) noexcept {
        
    	switch (bpp) {
        
    	case 1:
    		rotate90<uint8_t>(input, width, height);
    		return JIU_OK;
    	case 2:
    		rotate90<uint16_t>(input, width, height);
    		return JIU_OK;
    	case 3:
    		rotate90<uint8_t,3>(input, width, height);
    		return JIU_OK;
    	case 4:
    		rotate90<uint32_t>(input, width, height);
    		return JIU_OK;
    	default:
    		return JIU_INVALID_ARG;
    	}
    }
    
    //
    /**
     * 模板函数,将输入图像 顺时针原地旋转(In-place matrix transposition)270度<br>
     * @param <BPP> 模板参数,每像素字节数(1,2,3,4)
     * @param input 输入图像矩阵,size=width*height*bpp
     * @param width 图像宽度
     * @param height 图像宽度
     */
    template<typename T, size_t BPP = sizeof(T)>
    void rotate270(void*input, int width, int height) noexcept {
        
    	for (int i = 0; i < width; i++)
    	{
        
    		for (int j = 0; j < height; j++)
    		{
        
    			int I = j;
    			int J = width - 1 - i;
    			while ((i*height + j) >(I*width + J))
    			{
        
    				int p = I*width + J;
    				int tmp_i = p / height;
    				int tmp_j = p % height;
    				I = tmp_j;
    				J = width - 1 - tmp_i;
    			}
    			_myswap<T, BPP>((uint8_t*)input + (i*height + j)*BPP, (uint8_t*)input + (I*width + J)*BPP);
    		}
    	}
    }
    /**
     * 将输入图像 顺时针原地旋转(In-place matrix transposition)270度<br>
     * 图像必须是1字节对齐，多字节对齐的图像旋转可能会造成图像错位
     * @param input 输入图像矩阵,size=width*height*bpp
     * @param width 图像宽度
     * @param height 图像宽度
     * @param bpp 每像素字节数(1,2,3,4)
     * @return 0-成功,-1 null pointer,-2 invalid argument
     */
    int rotate270(void*input,int width,int height,int bpp) noexcept {
        
    	switch (bpp) {
        
    	case 1:
    		rotate270<uint8_t>(input, width, height);
    		return JIU_OK;
    	case 2:
    		rotate270<uint16_t>(input, width, height);
    		return JIU_OK;
    	case 3:
    		rotate270<uint8_t,3>(input, width, height);
    		return JIU_OK;
    	case 4:
    		rotate270<uint32_t>(input, width, height);
    		return JIU_OK;
    	default:
    		return JIU_INVALID_ARG;
    	}
    }

完整代码参见gitee仓库：[https://gitee.com/l0km/jimgutil/blob/master/native/src/rotate.cpp][https_gitee.com_l0km_jimgutil_blob_master_native_src_rotate.cpp]

在Win32(VS2015),Andriod(CLang),Linux(GCC)平台编译通过并通过测试

**NOTE**实测表明，这种原地旋转算法是非常慢的，为了节省内存而牺牲了时间，效率上得不偿失。

[java_90_270_java]: https://blog.csdn.net/10km/article/details/88344120
[https_gitee.com_l0km_jimgutil_blob_master_native_src_rotate.cpp]: https://gitee.com/l0km/jimgutil/blob/master/native/src/rotate.cpp