cinelerra-5.1/db/utils/histeq.C

   1 #include<stdio.h>
   2 #include<stdint.h>
   3 #include<stdlib.h>
   4 #include<string.h>
   5 #include<math.h>
   6 #include "../guicast/linklist.h"
   7
   8
   9
  10 class HistEq {
  11         void fit(int *dat, int n, double &a, double &b);
  12 public:
  13         void eq(unsigned char *dp, int len);
  14         HistEq() {}
  15         ~HistEq() {}
  16 };
  17
  18 double mean(uint8_t *dat, int n)
  19 {
  20   int s = 0;
  21   for( int i=0; i<n; ++i ) s += *dat++;
  22   return (double)s / n;
  23 }
  24
  25 double variance(uint8_t *dat, int n, double m=-1)
  26 {
  27   if( m < 0 ) m = mean(dat, n);
  28   double ss = 0, s = 0;
  29   for( int i=0; i<n; ++i ) {
  30     double dx = dat[i]-m;
  31     s += dx;  ss += dx*dx;
  32   }
  33   return (ss - s*s / n) / (n-1);
  34 }
  35
  36 double std_dev(uint8_t *dat, int n, double m=-1)
  37 {
  38   return sqrt(variance(dat, n, m));
  39 }
  40
  41 static inline int clip(int v, int mn, int mx)
  42 {
  43   return v<mn ? mn : v>mx ? mx : v;
  44 }
  45
  46 void HistEq::
  47 fit(int *dat, int n, double &a, double &b)
  48 {
  49   double st2 = 0, sb = 0;
  50   int64_t sy = 0;
  51   for( int i=0; i<n; ++i ) sy += dat[i];
  52   double mx = (n-1)/2., my = (double)sy / n;
  53   for( int i=0; i<n; ++i ) {
  54     double t = i - mx;
  55     st2 += t * t;
  56     sb += t * dat[i];
  57   }
  58   b = sb / st2;
  59   a = my - mx*b;
  60 }
  61
  62 void HistEq::
  63 eq(uint8_t *dp, int len)
  64 {
  65   int hist[256], wts[256], map[256];
  66   for( int i=0; i<256; ++i ) hist[i] = 0;
  67   uint8_t *bp = dp;
  68   for( int i=len; --i>=0; ++bp ) ++hist[*bp];
  69   int t = 0;
  70   for( int i=0; i<256; ++i ) { t += hist[i];  wts[i] = t; }
  71   int lmn = len/20, lmx = len-lmn;
  72   int mn =   0;  while( mn < 256 && wts[mn] < lmn ) ++mn;
  73   int mx = 255;  while( mx > mn && wts[mx] > lmx ) --mx;
  74   double a, b;
  75   fit(&wts[mn], mx-mn, a, b);
  76   double r = 256./len;
  77   double a1 = (a - b*mn) * r, b1 = b * r;
  78   for( int i=0 ; i<256;  ++i ) map[i] = clip(a1 + i*b1, 0, 255);
  79   bp = dp;
  80   for( int i=len; --i>=0; ++bp ) *bp = map[*bp];
  81 }
  82
  83
  84 int main(int ac, char **av)
  85 {
  86   FILE *ifp = !strcmp(av[1],"-") ? stdin : fopen(av[1],"r");
  87   FILE *ofp = !strcmp(av[2],"-") ? stdout : fopen(av[2],"w");
  88   char line[120];
  89   fgets(line,sizeof(line),ifp);  fputs(line,ofp);
  90   fgets(line,sizeof(line),ifp);  fputs(line,ofp);
  91   int w, h;  if( sscanf(line,"%d %d\n",&w,&h) != 2 ) exit(1);
  92   fgets(line,sizeof(line),ifp);  fputs(line,ofp);
  93   int len = w*h;
  94   unsigned char data[len], *bp = data;
  95   for( int ch, i=len; --i>=0 && (ch=getc(ifp)) >= 0; ++bp ) *bp = ch;
  96   HistEq().eq(data,len);
  97   bp = data;
  98   for( int i=len; --i>=0; ++bp ) putc(*bp,ofp);
  99
 100   if( ifp != stdin ) fclose(ifp);
 101   if( ofp != stdout ) fclose(ofp);
 102   return 0;
 103 }
 104