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/**
* USP Sao Carlos, ICMC
* Projeto de Multimidia (SCC0561) - Compressao de Imagens
*
* O programa pode comprimir um arquivo bitmap e descomprimir um binario, retornando a um estado semelhante ao original
*
* @author Andre Santana Fernandes <11208537>
* @author Diogo Castanho Emidio <11297274>
* @author Leonardo Antonetti da Motta <11275338>
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "bitmap.h"
#include "compressor.h"
#include "lista.h"
void finalizarPrograma(char* mensagem);
int main() {
// Declara a variavel de operacao
int operacao;
// Declara as estruturas que armazenam os dados do arquivo bitmap
BITMAP_FILEHEADER *fileHeader;
BITMAP_INFOHEADER *infoHeader;
// Inicializa os cabecalhos
iniciaHeader(&fileHeader);
iniciaInfoHeader(&infoHeader);
// Enquanto a operacao for diferente de 2, continua operando
while(operacao != 3) {
// Imprime o menu
printf("Escolha uma operação:\n");
printf("1 - Compressão de uma imagem .bmp\n");
printf("2 - Descompressão de uma imagem\n");
printf("3 - Sair\n");
// Le a operacao
scanf("%d", &operacao);
// Limpa a tela
system("@cls||clear");
// Executa a operacao desejada
switch(operacao) {
case 1: {
// Declara e le o nome da imagem a ser comprimida
char* nomeArquivo;
printf("Insira o nome da imagem a ser comprimida:\n");
scanf("%ms", &nomeArquivo);
int fatorCompressao;
printf("Insira o fator de compressão (1 a 3):\n");
scanf("%d", &fatorCompressao);
// Verificacao do fator
if(fatorCompressao < 1 || fatorCompressao > 3)
finalizarPrograma("Fator de compressão fora dos limites.");
// Abertura dos arquivos de leitura e escrita
FILE *arquivo;
if((arquivo = fopen(nomeArquivo, "rb")) == NULL)
finalizarPrograma("Arquivo não encontrado");
// Realiza a leitura das informacoes do cabecalho
leituraHeader(arquivo, fileHeader);
leituraInfoHeader(arquivo, infoHeader);
// Le a altura e largura da imagem
int Width = bitmapWidth(infoHeader);
int Height = bitmapHeight(infoHeader);
// Verifica se as dimensoes estao dentro do esperado
if(Width < 8 || Height < 8 || Width > 1280 || Height > 800)
finalizarPrograma("Dimensões fora do esperado. Utilize uma imagem entre 8x8 e 1280x800 pixeis.");
int bitcount = getBitCount(infoHeader);
if(bitcount != 24) {
printf("Formato inválido (%d bits por pixel), escolha uma imagem com 24 bits por pixel.\n", bitcount);
return 0;
}
// Cria o arquivo comprimido
FILE *arquivoGerado;
if((arquivoGerado = fopen("comprimido.bin", "w+b")) == NULL)
return 0;
// Escreve os dados de cabecalho
escreveHeader(arquivoGerado, fileHeader);
escreveInfoHeader(arquivoGerado, infoHeader);
// Inicializa os vetores de codificacao por diferenca de DC
int ultimoDCY = 0;
int ultimoDCCb = 0;
int ultimoDCCr = 0;
for(int i=0; i<Height/8; i++) {
for(int j=0; j<Width/8; j++) {
// Inicializa a matriz RGB e le as cores da imagem
BITMAP_RGB *RGB;
iniciaRGB(&RGB);
leituraRGB(arquivo, RGB);
// Inicializa a estrutura YCbCr e converte de RGB para YCbCr
COMPRESSOR_YCBCR *YCbCr;
iniciaYCBCR(&YCbCr);
RGBparaYCBCR(RGB, YCbCr);
liberaRGB(&RGB);
// Realiza o processo de downsampling
DownSampling(&YCbCr);
// Aplica a transformada DCT
COMPRESSOR_YCBCR *frequencias;
iniciaYCBCR(&frequencias);
transformadaDCT(frequencias, YCbCr);
liberaYCBCR(&YCbCr);
// Aplica a quantizacao
COMPRESSOR_YCBCR *quantizada;
iniciaYCBCR(&quantizada);
Quantizacao(quantizada, frequencias, fatorCompressao);
liberaYCBCR(&frequencias);
// Vetoriza a matriz quantizada
COMPRESSOR_MATRIZ *vetorizados;
iniciaMatriz(&vetorizados, WIDTH*HEIGHT);
Vetorizacao(quantizada, vetorizados);
liberaYCBCR(&quantizada);
// Codificacao por diferenca dos coeficientes DC
int index = i*Height + j;
int DCY = getMatrizValue(vetorizados, 0, 0) - ultimoDCY;
int DCCb = getMatrizValue(vetorizados, 1, 0) - ultimoDCCb;
int DCCr = getMatrizValue(vetorizados, 2, 0) - ultimoDCCr;
ultimoDCY = getMatrizValue(vetorizados, 0, 0);
ultimoDCCb = getMatrizValue(vetorizados, 1, 0);
ultimoDCCr = getMatrizValue(vetorizados, 2, 0);
// Codificacao run length dos coeficientes AC
COMPRESSOR_LISTAS *codificadosAC;
iniciaListas(&codificadosAC);
RunLength(vetorizados, codificadosAC);
liberaMatriz(&vetorizados, WIDTH*HEIGHT);
// Codificacao estatistica e escrita dos dados no arquivo binario
codificacaoEstatistica(arquivoGerado, DCY, DCCb, DCCr, codificadosAC, fatorCompressao);
liberaListas(&codificadosAC);
}
}
long tamanhoArquivo = ftell(arquivo) / 1024;
long tamanhoGerado = ftell(arquivoGerado) / 1024;
float taxa = 100 - (((float)tamanhoGerado / (float)tamanhoArquivo) * 100.0);
int proporcaoOriginal = (float)tamanhoArquivo / (float)tamanhoGerado;
int proporcaoArquivo = 1;
printf("Tamanho da imagem original: %ldKB\n", tamanhoArquivo);
printf("Tamanho do arquivo comprimido: %ldKB\n", tamanhoGerado);
printf("Taxa de compressão: %.1f%%\n", taxa);
printf("Proporção: %d:%d\n\n", proporcaoOriginal, proporcaoArquivo);
// Fecha os arquivos
fclose(arquivoGerado);
fclose(arquivo);
break;
}
case 2: {
// Declara e le o nome da imagem a ser descomprimida
char* nomeArquivo;
printf("Insira o nome da imagem a ser descomprimida:\n");
scanf("%ms", &nomeArquivo);
// Fator de compressao
int fatorCompressao;
// Abertura dos arquivos de leitura e escrita
FILE *arquivo;
if((arquivo = fopen(nomeArquivo, "rb")) == NULL)
finalizarPrograma("Arquivo não encontrado");
// Realiza a leitura das informacoes do cabecalho
leituraHeader(arquivo, fileHeader);
leituraInfoHeader(arquivo, infoHeader);
// Le a altura e largura da imagem
int Width = bitmapWidth(infoHeader);
int Height = bitmapHeight(infoHeader);
// Verifica se as dimensoes estao dentro do esperado
if(Width < 8 || Height < 8 || Width > 1280 || Height > 800)
finalizarPrograma("Dimensões fora do esperado. Utilize uma imagem entre 8x8 e 1280x800 pixeis.");
int bitcount = getBitCount(infoHeader);
if(bitcount != 24) {
printf("Formato inválido (%d bits por pixel), escolha uma imagem com 24 bits por pixel.\n", bitcount);
return 0;
}
// Cria uma nova imagem
FILE *arquivoGerado;
if((arquivoGerado = fopen("gerado.bmp", "w+b")) == NULL)
return 0;
// Escreve os dados de cabecalho
escreveHeader(arquivoGerado, fileHeader);
escreveInfoHeader(arquivoGerado, infoHeader);
// Inicializa os vetores de codificacao por diferenca de DC
int ultimoDCY = 0;
int ultimoDCCb = 0;
int ultimoDCCr = 0;
for(int i=0; i<Height/8; i++) {
for(int j=0; j<Width/8; j++) {
int DCY, DCCb, DCCr;
COMPRESSOR_LISTAS *codificadosAC;
iniciaListas(&codificadosAC);
leituraEstatistica(arquivo, &DCY, &DCCb, &DCCr, codificadosAC, &fatorCompressao);
// Inverte o processo de run length
COMPRESSOR_MATRIZ *vetorizados;
iniciaMatriz(&vetorizados, WIDTH*HEIGHT);
inversaRunLength(vetorizados, codificadosAC);
liberaListas(&codificadosAC);
// Define os DCs
DCY += ultimoDCY;
DCCb += ultimoDCCb;
DCCr += ultimoDCCr;
ultimoDCY = DCY;
ultimoDCCb = DCCb;
ultimoDCCr = DCCr;
setMatrizValue(vetorizados, 0, 0, DCY);
setMatrizValue(vetorizados, 1, 0, DCCb);
setMatrizValue(vetorizados, 2, 0, DCCr);
// Inverte a vetorizacao
COMPRESSOR_YCBCR *quantizada;
iniciaYCBCR(&quantizada);
inversaVetorizacao(quantizada, vetorizados);
liberaMatriz(&vetorizados, WIDTH*HEIGHT);
// Aplica a inversa da quantizada
COMPRESSOR_YCBCR *frequencias;
iniciaYCBCR(&frequencias);
inversaQuantizada(quantizada, frequencias, fatorCompressao);
liberaYCBCR(&quantizada);
// Aplica a inversa da transformada DCT
COMPRESSOR_YCBCR *YCbCr;
iniciaYCBCR(&YCbCr);
inversaDCT(frequencias, YCbCr);
iniciaYCBCR(&frequencias);
// Converte de YCbCr para RGB e Escreve a matriz de cores no formato RGB
BITMAP_RGB *RGB;
iniciaRGB(&RGB);
YCBCRparaRGB(RGB, YCbCr);
liberaYCBCR(&YCbCr);
// Escreve os dados da data unit
escreveRGB(arquivoGerado, RGB);
liberaRGB(&RGB);
}
}
// Fecha os arquivos
fclose(arquivoGerado);
fclose(arquivo);
break;
}
case 3: {
exit(0);
break;
}
default: {
printf("Operação inválida");
break;
}
}
getchar();
}
// Libera memoria
liberaHeader(&fileHeader);
liberaInfoHeader(&infoHeader);
return 0;
}
/**
* Finaliza o programa, exibindo a mensagem desejada
*
* @param char* mensagem mensagem a ser exibida no console
*/
void finalizarPrograma(char* mensagem) {
printf("%s\n", mensagem);
exit(0);
}