Editor de imagini

Autor: Leca Maria Cătălina - 315CA
Copyright © 2023-2024
Materia: Programarea Calculatoarelor și Limbaje de Programare 1
Tema 2 - Editor de imagini (Procesare de imagini în C)

---

📖 Descrierea Proiectului

Acest proiect este un editor de imagini simplu, implementat în limbajul C. Suportă imagini în formatele PGM (grayscale) și PPM (color), atât în format text (ASCII), cât și format binar. Programul oferă funcționalități de bază pentru procesarea imaginilor, inspirate din editorii grafici, precum Photoshop.

Gigel, un student entuziast de anul 1, și-a propus să implementeze un editor de imagini simplificat, ce poate încărca, modifica și salva imagini în aceste formate. Proiectul urmează principiile de selecție și transformare a imaginilor, folosind o interfață text.

---

⚙️ Funcționalități principale

Programul implementează mai multe comenzi pentru procesarea imaginilor:

🔹 Încărcare și salvare imagini

• LOAD <fisier> → Încarcă o imagine PGM/PPM în memorie.
• SAVE <fisier> [ascii] → Salvează imaginea în format text sau binar.

🔹 Selecția și manipularea regiunilor din imagine

• SELECT <x1> <y1> <x2> <y2> → Selectează o regiune dreptunghiulară a imaginii.
• SELECT ALL → Selectează întreaga imagine.
• CROP → Taie imaginea la dimensiunea selecției curente.

🔹 Procesare și modificare imagini

• HISTOGRAM <x> <y> → Afișează histograma imaginii grayscale.
• EQUALIZE → Aplică egalizarea histogramei asupra unei imagini grayscale.
• APPLY <FILTER> → Aplică un filtru de procesare a imaginii color, unde <FILTER> poate fi:
  • EDGE → Detectarea marginilor
  • SHARPEN → Clarificare
  • BLUR → Estompare
  • GAUSSIAN_BLUR → Estompare Gaussiană

🔹 Ieșire din program

• EXIT → Închide programul și eliberează memoria.

---

🛠️ Descrierea implementării

Pentru gestionarea imaginilor, am creat structura img, care reține formatul imaginii, dimensiunile, valoarea maximă a unui pixel și datele propriu-zise, stocate fie într-o matrice de valori int (pentru imaginile grayscale), fie într-o matrice de structuri rgb (pentru imaginile color). De asemenea, am creat structura coordinates pentru a gestiona selecția curentă.

Pentru citirea comenzilor de la tastatură, am implementat un mecanism de parsare a inputului. Prima parte a comenzii este citită separat pentru a verifica rapid dacă este validă, iar restul argumentelor sunt preluate și verificate.

🔹 Încărcarea imaginilor (LOAD)

• Am creat funcții dedicate pentru alocarea dinamică a matricei de pixeli.
• O funcție citește primele două caractere dintr-un fișier pentru a determina formatul imaginii.
• În cazul fișierelor text (P2, P3), citirea se face cu fscanf(), iar pentru cele binare (P5, P6), am folosit fread().
• O funcție auxiliară gestionează ignorarea comentariilor (#).

🔹 Selectarea zonei (SELECT)

• Dacă este specificat ALL, se selectează întreaga imagine.
• Pentru o selecție manuală, parametrii sunt verificați pentru a preveni erori: se asigură că sunt 4 numere, că sunt pozitive, că nu depășesc dimensiunile imaginii și că sunt în ordine corectă.

🔹 Decuparea imaginii (CROP)

• Se creează o imagine auxiliară în care se copiază doar zona selectată.
• Imaginea veche este eliberată din memorie și înlocuită cu cea decupată.

🔹 Histograma (HISTOGRAM)

• Se creează un vector de frecvență pentru valorile pixelilor.
• Se calculează distribuția pixelilor și se normalizează în funcție de valoarea maximă.

🔹 Egalizarea imaginii (EQUALIZE)

• Se calculează distribuția pixelilor și se aplică formula de transformare a histogramei.
• Se utilizează round() pentru a obține valori întregi și clamp() pentru a limita rezultatele în intervalul [0, 255].

🔹 Aplicarea filtrelor (APPLY)

• Am creat o structură kernel care stochează o matrice 3x3 și un factor de normalizare.
• Filtrarea imaginii se realizează prin convoluție: fiecare pixel este înlocuit cu suma ponderată a pixelilor vecini.
• Pentru fiecare canal de culoare (R, G, B), se aplică operația corespunzătoare.
• La final, valorile sunt clamped în intervalul valid [0, 255].

🔹 Salvarea imaginilor (SAVE)

• Se scriu datele imaginii fie în format text (fprintf()), fie binar (fwrite()).
• Se verifică dacă parametrul ascii este specificat pentru a alege formatul corespunzător.

🔹 Ieșirea din program (EXIT)

• Înainte de închidere, memoria este eliberată prin funcția free_image() pentru a evita memory leaks.
• Dacă nu există o imagine încărcată, se afișează un mesaj corespunzător.

---

🏁 Exemplu de utilizare

> LOAD imagine.pgm
Loaded imagine.pgm

> SELECT 10 10 50 50
Selected 10 10 50 50

> CROP
Image cropped

> APPLY SHARPEN
APPLY SHARPEN done

> SAVE rezultat.pgm ascii
Saved rezultat.pgm

> EXIT

🎯 Concluzie

Acest editor de imagini oferă funcționalități esențiale pentru manipularea imaginilor în format PGM/PPM. Programul respectă cerințele temei, gestionând corect memoria și operând eficient asupra imaginilor.

Structurile de date utilizate, împreună cu metodele implementate pentru procesarea imaginilor, asigură o execuție optimă și o gestionare corectă a memoriei. Fiecare funcționalitate a fost testată și verificată pentru a garanta o manipulare corectă a imaginilor, atât în format grayscale, cât și color.

Editorul permite încărcarea, selectarea, procesarea și salvarea imaginilor într-un mod intuitiv, având o interfață bazată pe linia de comandă. Prin utilizarea tehnicilor precum convoluția pentru aplicarea filtrelor sau normalizarea histogramei pentru egalizare, programul demonstrează principii fundamentale din procesarea imaginilor.

Acest proiect oferă o bază solidă pentru înțelegerea și dezvoltarea ulterioară a aplicațiilor de procesare a imaginilor, fiind un punct de plecare excelent pentru extinderea funcționalităților în viitor.

🚀 Proiect realizat cu pasiune pentru Programarea Calculatoarelor! 🚀