我写的图像缩放程序（双立方插值算法）

文号t21923

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我写的图像缩放程序（双立方插值算法）

小俊2010/01/10软件综合 IP:北京

#include <cmath>

typedef struct
{
　　unsigned char x;
　　unsigned char y;
　　unsigned char z;
　　unsigned char w;
} uchar4;

#define INT_SCALE　　256
#define INT_SCALE_SHF　　8

// w0, w1, w2, and w3 are the four cubic B-spline basis functions
__inline long w0_int(long a)
{
　　return ((a*(a*(-a + 3*INT_SCALE) - 3*INT_SCALE*INT_SCALE) + INT_SCALE*INT_SCALE*INT_SCALE)/6)>>(INT_SCALE_SHF*2);   // optimized
}

__inline long w1_int(long a)
{
　　 return ((a*a*(3*a - 6*INT_SCALE) + 4*INT_SCALE*INT_SCALE*INT_SCALE)/6)>>(INT_SCALE_SHF*2);
}

__inline long w2_int(long a)
{
　　return ((a*(a*(-3*a + 3*INT_SCALE) + 3*INT_SCALE*INT_SCALE) + INT_SCALE*INT_SCALE*INT_SCALE)/6)>>(INT_SCALE_SHF*2);
}

__inline long w3_int(long a)
{
　　return ((a*a*a)/6)>>(INT_SCALE_SHF*2);
}

__inline unsigned long texPick(unsigned long *image, int x, int y, unsigned long p, unsigned long h)
{
　　if(x < 0)
　　　　x = 0;
　　else if(x >= p)
　　　　x = p - 1;
　　if(y < 0)
　　　　y = 0;
　　else if (y >= h)
　　　　y = h - 1;

　　return image[y * p + x];
}

__inline unsigned long cubicFilter_int(long x, unsigned long c0, unsigned long c1, unsigned long c2, unsigned long c3)
{

　　uchar4 *p[4];
　　p[0] = (uchar4 *)&c0;
　　p[1] = (uchar4 *)&c1;
　　p[2] = (uchar4 *)&c2;
　　p[3] = (uchar4 *)&c3;

　　uchar4 r;

　　long w0x = w0_int(x);
　　long w1x = w1_int(x);
　　long w2x = w2_int(x);
　　long w3x = w3_int(x);

　　r.x = (p[0]->x * w0x + p[1]->x * w1x + p[2]->x * w2x + p[3]->x * w3x + INT_SCALE / 2) >> INT_SCALE_SHF;

　　r.y = (p[0]->y * w0x + p[1]->y * w1x + p[2]->y * w2x + p[3]->y * w3x + INT_SCALE / 2) >> INT_SCALE_SHF;

　　r.z = (p[0]->z * w0x + p[1]->z * w1x + p[2]->z * w2x + p[3]->z * w3x + INT_SCALE / 2) >> INT_SCALE_SHF;

　　r.w = 0xff;

　　return *((unsigned long *)&r);
}

// using 16 texture lookups
__inline unsigned long tex2DBicubic(unsigned long *image, float x, float y, unsigned long pitch4, unsigned long height)
{
　　x -= 0.5f;
　　y -= 0.5f;
　　int px = (int)x;
　　int py = (int)y;
　　long fx = (x - px) * INT_SCALE + 0.500001f;
　　long fy = (y - py) * INT_SCALE + 0.500001f;

　　return cubicFilter_int(fy,
　　　　　　　　　　　　   cubicFilter_int(fx, texPick(image, px-1, py-1, pitch4, height), texPick(image, px, py-1, pitch4, height), texPick(image, px+1, py-1, pitch4, height), texPick(image, px+2,py-1, pitch4, height)),
　　　　　　　　　　　　   cubicFilter_int(fx, texPick(image, px-1, py, pitch4, height),   texPick(image, px, py, pitch4, height),   texPick(image, px+1, py, pitch4, height),   texPick(image, px+2, py, pitch4, height)),
　　　　　　　　　　　　   cubicFilter_int(fx, texPick(image, px-1, py+1, pitch4, height), texPick(image, px, py+1, pitch4, height), texPick(image, px+1, py+1, pitch4, height), texPick(image, px+2, py+1, pitch4, height)),
　　　　　　　　　　　　   cubicFilter_int(fx, texPick(image, px-1, py+2, pitch4, height), texPick(image, px, py+2, pitch4, height), texPick(image, px+1, py+2, pitch4, height), texPick(image, px+2, py+2, pitch4, height))
　　　　　　　　　　　　   );
}

UINT AFX_CDECL CPUBicubicThread(LPVOID param)
{
　　unsigned long *p = (unsigned long *)param;

　　unsigned long *image = (unsigned long *)p[0];
　　unsigned long pitch = p[1];
　　unsigned long pitch4 = p[1] / 4;
　　unsigned long width = p[2];
　　unsigned long height = p[3];
　　unsigned long y_amount = p[4];
　　unsigned long y_start = p[5];
　　unsigned long *image_out = (unsigned long *)p[6];
　　float scale = *((float *)&p[7]);
　　unsigned long pitch_org = p[8];
　　unsigned long pitch4_org = p[8] / 4;
　　unsigned long height_org = p[9];

　　long x, y;

　　image_out += pitch4 * y_start;

　　for(y = y_start; y < y_start + y_amount; y ++)
　　{
　　　　if(y >= height)
　　　　　　break;

　　　　for(x = 0; x < width; x ++)
　　　　{
　　　　　　float u = x / scale;
　　　　　　float v = y / scale;
　　　　　　image_out[x] = tex2DBicubic(image, u, v, pitch4_org, height_org);
　　　　}
　　　　image_out += pitch4;
　　}

　　return 0;
}

双立方插值，没什么可解释的，看看photoshop的缩放就知道了。用的是比较常规的方法，目标图像的每个点由原图像相应坐标附近16个点插值得到。主函数我写成线程函数了，就是为了调动几个核一起跑。关键函数是tex2DBicubic。

在E7200双核CPU上能跑出每秒处理1128万像素的速度。

计算过程我全部改成整型计算了。如果用float的话会慢约50%。

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