#include "StdAfx.h"
#include "ImageApplyTextureRemoval.h"

//交换对角线
void zero_to_center(cv::Mat& image, int colToCut, int rowToCut)
{
    cv::Mat q1(image, cv::Rect(0, 0, colToCut, rowToCut));
    cv::Mat q2(image, cv::Rect(colToCut, 0, colToCut, rowToCut));
    cv::Mat q3(image, cv::Rect(0, rowToCut, colToCut, rowToCut));
    cv::Mat q4(image, cv::Rect(colToCut, rowToCut, colToCut, rowToCut));

    //第二象限和第四象限进行交换
    cv::Mat tmpImg;
    q1.copyTo(tmpImg);
    q4.copyTo(q1);
    tmpImg.copyTo(q4);

    //第一象限和第三象限进行交换
    q2.copyTo(tmpImg);
    q3.copyTo(q2);
    tmpImg.copyTo(q3);
}

//创建光谱
cv::Mat create_spectrum(cv::Mat* matArray)
{
    cv::Mat dst;
    cv::magnitude(matArray[0], matArray[1], dst);
#if 1
    cv::divide(dst, dst.cols * dst.rows, dst);
#else
    dst += Scalar::all(1);
    log(dst, dst);
    normalize(dst, dst, 1, 0, CV_MINMAX);
#endif

#if 0
    imshow("频谱", dst);
#endif
    return dst;
}

//反傅里叶变换
void inverseFourierTransform(const cv::Mat& src, cv::Mat& dst)
{
    cv::Mat complexIDFT;
    cv::Mat matArray[2];
    cv::idft(src, complexIDFT);
    cv::split(complexIDFT, matArray);
    cv::magnitude(matArray[0], matArray[1], dst);
    cv::normalize(dst, dst, 0, 1, CV_MINMAX);
}

//制作陷波滤波器
cv::Mat createFilter(const cv::Mat& spectrum, int dilateSize, int erodeSize)
{
    cv::Mat temp;
    spectrum.convertTo(temp, CV_8UC1, 255);
    cv::threshold(temp, temp, 0, 255, CV_THRESH_OTSU);
    //imshow("二值化", temp);

    cv::Mat element1 = cv::getStructuringElement(cv::MORPH_RECT, cv::Size(dilateSize, dilateSize));
    cv::Mat element2 = cv::getStructuringElement(cv::MORPH_RECT, cv::Size(erodeSize, erodeSize));
    cv::dilate(temp, temp, element1);
    cv::erode(temp, temp, element2);
    cv::floodFill(temp, cv::Point(temp.cols / 2, temp.rows / 2), cv::Scalar(0));	//漫水填充中心区域
    //cv::imshow("二值化", temp);
    cv::medianBlur(~temp, temp, 5);	//中值滤波

    //陷波滤波器复制
    cv::Mat filter;
    temp.convertTo(filter, CV_32FC1);
    cv::normalize(filter, filter, 1, 0, CV_MINMAX);
    std::vector<cv::Mat> mv;
    mv.push_back(filter);
    mv.push_back(filter);
    cv::merge(mv, filter);

    return filter;
}

void CImageApplyTextureRemoval::textureRemovalGray(cv::Mat& img)
{
    //得到DFT的最佳尺寸（2的指数），以加速计算
    cv::Mat paddedImg;
    int m = cv::getOptimalDFTSize(img.rows);
    int n = cv::getOptimalDFTSize(img.cols);

    //填充图像的下端和右端
    cv::copyMakeBorder(img, paddedImg, 0, m - img.rows, 0, n - img.cols,
                       cv::BORDER_CONSTANT, cv::Scalar::all(0));

    //将填充的图像组成一个复数的二维数组（两个通道的Mat），用于DFT
    cv::Mat matArray[] = { cv::Mat_<float>(paddedImg), cv::Mat::zeros(paddedImg.size(), CV_32F) };
    cv::Mat complexInput, complexOutput;
    cv::merge(matArray, 2, complexInput);
    cv::dft(complexInput, complexOutput);
    cv::split(complexOutput, matArray); //计算幅度谱（傅里叶谱）

    //滤波
    //将实部和虚部按照频谱图的方式换位
    //低频在图像中心，用于滤波
    zero_to_center(matArray[0], complexOutput.cols / 2, complexOutput.rows / 2);
    zero_to_center(matArray[1], complexOutput.cols / 2, complexOutput.rows / 2);
    cv::Mat spectrum = create_spectrum(matArray);

    //创建滤波器
    cv::Mat filter = createFilter(spectrum, m_dilateSize, m_erodeSize);
    cv::merge(matArray, 2, complexOutput);
    cv::multiply(complexOutput, filter, filter);

    //IDFT得到滤波结果
    cv::Size imgSize = img.size();
    inverseFourierTransform(filter, img);
    img = img(cv::Rect(cv::Point(0, 0), imgSize));
    img *= 255;
    img.convertTo(img, CV_8UC1);
}

CImageApplyTextureRemoval::CImageApplyTextureRemoval()
    : CImageApply()
    , m_dilateSize(11)
    , m_erodeSize(7)
{

}

CImageApplyTextureRemoval::CImageApplyTextureRemoval(int dilateSize, int erodeSize)
    : CImageApply()
    , m_dilateSize(dilateSize)
    , m_erodeSize(erodeSize)
{

}

CImageApplyTextureRemoval::~CImageApplyTextureRemoval()
{

}

void CImageApplyTextureRemoval::apply(cv::Mat &pDib, int side)
{
    (void)side;

    if (pDib.channels() == 1)
        textureRemovalGray(pDib);
    else
    {
        std::vector<cv::Mat> rgb(3);
        cv::split(pDib, rgb);
		for (int i = 0;i < rgb.size();i++)
        //for (cv::Mat& var : rgb)
            textureRemovalGray(rgb[i]);
        cv::merge(rgb, pDib);
    }
}

void CImageApplyTextureRemoval::apply(std::vector<cv::Mat> &mats, bool isTwoSide)
{
    (void)isTwoSide;

	//for (cv::Mat& var : mats)
	for (int i = 0;i < mats.size();i++)
        apply(mats[i], 0);
}