private void blurToolStripMenuItem_Click(object sender, EventArgs e)
{
try
{
var bitmap = pictureEdit1.Image as Bitmap;
if (bitmap == null)
{
throw new Exception("Нет изображения");
}
var size = bitmap.Size;
var blinderDialog = new BlinderDialog(new Size(size.Width / 2, size.Height / 2));
if (blinderDialog.ShowDialog() != DialogResult.OK)
{
return;
}
var filterSize = blinderDialog.BlinderSize;
using (var builder = new BlurBuilder(filterSize))
{
pictureEdit1.Image = builder.Blur(bitmap);
}
}
catch (Exception exception)
{
MessageBox.Show(exception.Message);
}
}
private void blur_ItemClick(object sender, ItemClickEventArgs e)
{
try
{
var bitmap = pictureEdit1.Image as Bitmap;
if (bitmap == null)
{
return;
}
var size = bitmap.Size;
using (var blinderDialog = new BlinderDialog(new Size(size.Width * 3 / 4, size.Height * 3 / 4)))
{
if (blinderDialog.ShowDialog() != DialogResult.OK)
{
return;
}
var blinderSize = blinderDialog.BlinderSize;
using (var builder = new BlurBuilder(blinderSize))
pictureEdit1.Image = builder.Blur(bitmap);
}
}
catch (Exception exception)
{
XtraMessageBox.Show(exception.Message);
}
}
public void BlurTestMethod()
{
const int width = 100;
const int height = 100;
const int filterStep = 1;
var image = new Image <Gray, byte>(height, width);
var bytes = new byte[image.Data.Length];
Rng.GetBytes(bytes);
var handle = GCHandle.Alloc(image.Data, GCHandleType.Pinned);
Marshal.Copy(bytes, 0, handle.AddrOfPinnedObject(), bytes.Length);
handle.Free();
var average = bytes.Average(x => (double)x);
var delta = Math.Sqrt(bytes.Average(x => (double)x * x) - average * average);
var minValue = bytes.Min(x => (double)x);
var maxValue = bytes.Max(x => (double)x);
var sb = new StringBuilder();
sb.AppendLine(string.Format("Length {0}", bytes.Length));
sb.AppendLine(string.Format("Average {0}", average));
sb.AppendLine(string.Format("Delta {0}", delta));
sb.AppendLine(string.Format("minValue {0}", minValue));
sb.AppendLine(string.Format("maxValue {0}", maxValue));
Console.WriteLine(sb.ToString());
using (var blurBuilder = new BlurBuilder(filterStep))
image = blurBuilder.Blur(image);
handle = GCHandle.Alloc(image.Data, GCHandleType.Pinned);
Marshal.Copy(handle.AddrOfPinnedObject(), bytes, 0, bytes.Length);
handle.Free();
var average1 = bytes.Average(x => (double)x);
var delta1 = Math.Sqrt(bytes.Average(x => (double)x * x) - average1 * average1);
var minValue1 = bytes.Min(x => (double)x);
var maxValue1 = bytes.Max(x => (double)x);
var sb1 = new StringBuilder();
sb1.AppendLine(string.Format("Length {0}", bytes.Length));
sb1.AppendLine(string.Format("Average {0}", average1));
sb1.AppendLine(string.Format("Delta {0}", delta1));
sb1.AppendLine(string.Format("minValue {0}", minValue1));
sb1.AppendLine(string.Format("maxValue {0}", maxValue1));
Console.WriteLine(sb1.ToString());
Assert.IsTrue(delta1 < delta);
}
public void BlurTestMethod()
{
const int width = 100;
const int height = 100;
const int filterStep = 1;
var image = new Image<Gray, byte>(height, width);
var bytes = new byte[image.Data.Length];
Rng.GetBytes(bytes);
var handle = GCHandle.Alloc(image.Data, GCHandleType.Pinned);
Marshal.Copy(bytes, 0, handle.AddrOfPinnedObject(), bytes.Length);
handle.Free();
var average = bytes.Average(x => (double) x);
var delta = Math.Sqrt(bytes.Average(x => (double) x*x) - average*average);
var minValue = bytes.Min(x => (double) x);
var maxValue = bytes.Max(x => (double) x);
var sb = new StringBuilder();
sb.AppendLine(string.Format("Length {0}", bytes.Length));
sb.AppendLine(string.Format("Average {0}", average));
sb.AppendLine(string.Format("Delta {0}", delta));
sb.AppendLine(string.Format("minValue {0}", minValue));
sb.AppendLine(string.Format("maxValue {0}", maxValue));
Console.WriteLine(sb.ToString());
using (var blurBuilder = new BlurBuilder(filterStep))
image = blurBuilder.Blur(image);
handle = GCHandle.Alloc(image.Data, GCHandleType.Pinned);
Marshal.Copy(handle.AddrOfPinnedObject(), bytes, 0, bytes.Length);
handle.Free();
var average1 = bytes.Average(x => (double) x);
var delta1 = Math.Sqrt(bytes.Average(x => (double) x*x) - average1*average1);
var minValue1 = bytes.Min(x => (double) x);
var maxValue1 = bytes.Max(x => (double) x);
var sb1 = new StringBuilder();
sb1.AppendLine(string.Format("Length {0}", bytes.Length));
sb1.AppendLine(string.Format("Average {0}", average1));
sb1.AppendLine(string.Format("Delta {0}", delta1));
sb1.AppendLine(string.Format("minValue {0}", minValue1));
sb1.AppendLine(string.Format("maxValue {0}", maxValue1));
Console.WriteLine(sb1.ToString());
Assert.IsTrue(delta1 < delta);
}
public void BlurTestMethod()
{
const int width = 100;
const int height = 100;
const int filterStep = 1;
var image = new Image <Bgr, byte>(width, height);
var bytes = new byte[image.Data.Length];
Rng.GetBytes(bytes);
Buffer.BlockCopy(bytes, 0, image.Data, 0, bytes.Length);
double average = bytes.Average(x => (double)x);
double delta = Math.Sqrt(bytes.Average(x => (double)x * x) - average * average);
double minValue = bytes.Min(x => (double)x);
double maxValue = bytes.Max(x => (double)x);
var sb = new StringBuilder();
sb.AppendLine(string.Format("Length {0}", image.Data.Length));
sb.AppendLine(string.Format("Average {0}", average));
sb.AppendLine(string.Format("Delta {0}", delta));
sb.AppendLine(string.Format("minValue {0}", minValue));
sb.AppendLine(string.Format("maxValue {0}", maxValue));
Console.WriteLine(sb.ToString());
using (var blurBuilder = new BlurBuilder(filterStep))
image = blurBuilder.Blur(image);
Buffer.BlockCopy(image.Data, 0, bytes, 0, bytes.Length);
double average1 = bytes.Average(x => (double)x);
double delta1 = Math.Sqrt(bytes.Average(x => (double)x * x) - average1 * average1);
double minValue1 = bytes.Min(x => (double)x);
double maxValue1 = bytes.Max(x => (double)x);
var sb1 = new StringBuilder();
sb1.AppendLine(string.Format("Length {0}", image.Data.Length));
sb1.AppendLine(string.Format("Average {0}", average1));
sb1.AppendLine(string.Format("Delta {0}", delta1));
sb1.AppendLine(string.Format("minValue {0}", minValue1));
sb1.AppendLine(string.Format("maxValue {0}", maxValue1));
Console.WriteLine(sb1.ToString());
Assert.IsTrue(delta1 < delta);
}
public void BlurTestMethod()
{
const int width = 100;
const int height = 100;
const int filterStep = 1;
var image = new Image<Bgr, byte>(width, height);
var bytes = new byte[image.Data.Length];
Rng.GetBytes(bytes);
Buffer.BlockCopy(bytes, 0, image.Data, 0, bytes.Length);
double average = bytes.Average(x => (double) x);
double delta = Math.Sqrt(bytes.Average(x => (double) x*x) - average*average);
double minValue = bytes.Min(x => (double) x);
double maxValue = bytes.Max(x => (double) x);
var sb = new StringBuilder();
sb.AppendLine(string.Format("Length {0}", image.Data.Length));
sb.AppendLine(string.Format("Average {0}", average));
sb.AppendLine(string.Format("Delta {0}", delta));
sb.AppendLine(string.Format("minValue {0}", minValue));
sb.AppendLine(string.Format("maxValue {0}", maxValue));
Console.WriteLine(sb.ToString());
using (var blurBuilder = new BlurBuilder(filterStep))
image = blurBuilder.Blur(image);
Buffer.BlockCopy(image.Data, 0, bytes, 0, bytes.Length);
double average1 = bytes.Average(x => (double) x);
double delta1 = Math.Sqrt(bytes.Average(x => (double) x*x) - average1*average1);
double minValue1 = bytes.Min(x => (double) x);
double maxValue1 = bytes.Max(x => (double) x);
var sb1 = new StringBuilder();
sb1.AppendLine(string.Format("Length {0}", image.Data.Length));
sb1.AppendLine(string.Format("Average {0}", average1));
sb1.AppendLine(string.Format("Delta {0}", delta1));
sb1.AppendLine(string.Format("minValue {0}", minValue1));
sb1.AppendLine(string.Format("maxValue {0}", maxValue1));
Console.WriteLine(sb1.ToString());
Assert.IsTrue(delta1 < delta);
}
/// <summary>
/// Blur bitmap with the Fastest Fourier Transform
/// </summary>
public CvBitmap(CvBitmap input, BlurBuilder builder)
: base(builder.Blur(input).Data)
{
}
/// <summary>
/// Применение метода широкополосного сигнала
/// Внедрение данных в графический файл
/// </summary>
/// <param name="bbsOptions">Параметры алгоритма включая исходные данные</param>
/// <returns>Графический файл с внедрёнными данными</returns>
public static CvBitmap Pack(BbsOptions bbsOptions)
{
Debug.WriteLine(bbsOptions.ToString());
var key = bbsOptions.Key;
var expandSize = bbsOptions.ExpandSize;
var codeSize = bbsOptions.EccCodeSize;
var dataSize = bbsOptions.EccDataSize;
double alpha = bbsOptions.Alpha;
double betta = 0;
var dhtMode = bbsOptions.DhtMode;
var autoAlpha = bbsOptions.AutoAlpha;
var autoResize = bbsOptions.AutoResize;
var maximumGamma = bbsOptions.MaximumGamma;
var politicIndex = bbsOptions.PoliticIndex;
var politicText = bbsOptions.PoliticText;
var eccIndex = bbsOptions.EccIndex;
var mixerIndex = bbsOptions.MixerIndex;
var gammaIndex = bbsOptions.GammaIndex;
var archiverIndex = bbsOptions.ArchiverIndex;
var barcodeIndex = bbsOptions.BarcodeIndex;
var zipperIndex = bbsOptions.ZipperIndex;
var filterStep = bbsOptions.FilterStep;
var sampleBitmap = bbsOptions.SampleBitmap;
var minSize = sampleBitmap.Size;
CvBitmap barcodeBitmap = null;
try
{
using (var barcode = new Barcode(barcodeIndex)
{
// indeces
ArchiverIndex = archiverIndex,
EccIndex = eccIndex,
MixerIndex = mixerIndex,
GammaIndex = gammaIndex,
// ints
ExpandSize = expandSize,
EccCodeSize = codeSize,
EccDataSize = dataSize,
// bools
DhtMode = dhtMode,
AutoAlpha = autoAlpha,
MaximumGamma = maximumGamma,
// strings
Key = key
})
{
// Формирование баркода с параметрами для используемых алгоритмов
barcodeBitmap = new CvBitmap(barcode.Encode());
var barcodeSize = barcodeBitmap.Size;
minSize.Width = Math.Max(minSize.Width, 4 * barcodeSize.Width);
minSize.Height = Math.Max(minSize.Height, 4 * barcodeSize.Height);
}
}
catch (ArgumentNullException exception)
{
}
var bytes = Encoding.GetEncoding(0).GetBytes(bbsOptions.RtfText);
Debug.WriteLine(string.Join("", bytes.Select(x => x.ToString("X02"))));
// В дополнение к самому методу широкополосного сигнала данные могут быть сжаты алгоритмом компрессии данных,
// добавлены коды исправления ошибок, последовательности бит могут размещаться в изображении не последовательно, а в
// соответствии с выбранным алгоритмом.
IStreamTransform[] streamTransforms =
{
new Archiver(archiverIndex), // Алгоритм сжатия данных
new Envelope(), // Добавление конверта
new Ecc(eccIndex, codeSize, dataSize) // Алгоритм коррекции ошибок
};
var input = new MemoryStream(bytes);
Debug.WriteLine("input {0}", input.Length);
foreach (var transform in streamTransforms)
{
using (var prev = input)
transform.Forward(prev, input = new MemoryStream());
input.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
Debug.WriteLine("{0} {1}", transform, input.Length);
}
// для каждого бита сообщения нужно N пикселей носителя
var inputLength = input.Length; // Количество байт передаваемых данных
var requiredLength = inputLength * expandSize * BitsPerByte; // Требуемое число пикселей
var sampleSize = sampleBitmap.Size;
var sampleLength = sampleBitmap.Length;
var ratio = Math.Sqrt(1 + (double)requiredLength / sampleLength);
ratio = Math.Max(ratio, (double)minSize.Width / sampleSize.Width);
ratio = Math.Max(ratio, (double)minSize.Height / sampleSize.Height);
minSize.Width = (int)Math.Max(minSize.Width, Math.Ceiling(ratio * sampleSize.Width));
minSize.Height = (int)Math.Max(minSize.Height, Math.Ceiling(ratio * sampleSize.Height));
CvBitmap bitmap;
CvBitmap median;
using (var stretchBuilder = new StretchBuilder(minSize))
bitmap = new CvBitmap(sampleBitmap, stretchBuilder, autoResize);
var length = bitmap.Length;
var size = bitmap.Size;
if (requiredLength > length)
{
throw new Exception(
string.Format("Размер изображения недостаточен для сохранения данных {0}/{1}",
requiredLength, sampleLength));
}
if (minSize.Width > size.Width || minSize.Height > size.Height)
{
throw new Exception(
string.Format(
"Размер изображения недостаточен для сохранения данных {0}x{1}/{2}x{3}",
size.Width, size.Height, minSize.Width, minSize.Height));
}
// Применение политики обработки неиспользуемых пикселей
using (IStreamTransform streamTransform = new Politic(politicIndex, politicText, expandSize, bitmap))
using (var prev = input)
streamTransform.Forward(prev, input = new MemoryStream());
input.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
Debug.WriteLine("input {0}", input.Length);
// Внедрения в передаваемое изображение баркода с настроечными параметрами для используемых алгоритмов
if (barcodeBitmap != null)
{
bitmap.DrawCopyright(barcodeBitmap);
}
using (var builder = new BlurBuilder(filterStep))
median = new CvBitmap(bitmap, builder);
using (var reader = new BinaryReader(input))
{
var data = reader.ReadBytes((int)input.Length);
Debug.WriteLine(string.Join("", data.Select(x => x.ToString("X02"))));
var index = new int[length];
var colors = new double[length];
var medianColors = new double[length];
var gamma = new byte[maximumGamma
? ((length + BitsPerByte - 1) / BitsPerByte)
: ((expandSize + BitsPerByte - 1) / BitsPerByte)];
using (var builder = new Mixer(mixerIndex, key))
builder.GetInts(index);
using (var builder = new Gamma(gammaIndex, key))
builder.GetBytes(gamma);
var bitmapDataContainer = dhtMode ? new HartleyOfBitmap(bitmap) : (IDataContainer)bitmap;
bitmapDataContainer.Select(index, colors);
var medianDataContainer = dhtMode
? new HartleyOfBitmap(median)
: (IDataContainer)median;
medianDataContainer.Select(index, medianColors);
Debug.Assert(dhtMode || colors.All(x => x >= 0));
Debug.Assert(dhtMode || medianColors.All(x => x >= 0));
// Рассчёт весов пикселей
var middle = medianColors.Average();
var weight = medianColors.Select(x => F / (F + Math.Abs(x - middle))).ToArray();
var average = weight.Average();
weight = weight.Select(x => x / average).ToArray();
if (autoAlpha)
{
// Вычисление параметров из характеристик отправляемых данных
var delta = colors.Zip(medianColors, (x, y) => (x - y)).Zip(weight, (x, y) => x * y).ToArray();
var e1 = delta.Average(x => x);
var e2 = delta.Average(x => x * x);
bbsOptions.Alpha = (int)Math.Ceiling(alpha = Math.Sqrt(e2 - e1 * e1));
// Использование псевдослучайной последовательности с характеристиками приближенными к равновероятной, для кодирования
// данных, позволяет сохранить среднюю яркость пикселей у исходного графического изображения и у изображения,
// содержащего внедрённые данные
// Однако при прямом и дословном применении алгоритма средняя яркость пикселей могла бы иметь смещение относительно средней яркости у исходного изображения
// Поэтому производим статистическую оценку такого смещения и вводим её в качестве компенсирующего слагаемого в алгоритм
// Вычисление количества единиц в исходных данных и псевдослучайной последовательности
double trueData = BitCounter.Count(data);
double trueGamma = BitCounter.Count(gamma);
// Вычисление количества нулей в исходных данных и псевдослучайной последовательности
var falseData = (long)data.Length * BitsPerByte - trueData;
var falseGamma = (long)gamma.Length * BitsPerByte - trueGamma;
// Вычисление оценки количества единиц и нулей при смешивании исходных данных и псевдослучайной последовательности
var trueCount = trueGamma * falseData + falseGamma * trueData;
var falseCount = trueGamma * trueData + falseGamma * falseData;
betta = ((falseCount - trueCount) * alpha / (trueCount + falseCount));
Debug.WriteLine("alpha = {0} betta = {1}", alpha, betta);
}
using (var bbSignals = new BbSignals(expandSize, maximumGamma))
{
var delta = new double[colors.Length];
bbSignals.Combine(delta, data, gamma, alpha, betta);
delta = delta.Zip(weight, (x, y) => x * y).ToArray();
colors = colors.Zip(delta, (x, y) => (x + y)).ToArray();
}
bitmapDataContainer.Replace(index, colors);
return(bbsOptions.OutputBitmap = bitmap);
}
}
/// <summary>
/// Применение метода широкополосного сигнала
/// Извлечение данных из графического файла
/// </summary>
/// <param name="bbsOptions">Параметры алгоритма включая графический файл с внедрёнными данными</param>
/// <returns>Извлечённые данные</returns>
public static string Unpack(BbsOptions bbsOptions)
{
Debug.WriteLine(bbsOptions.ToString());
var key = bbsOptions.Key;
var expandSize = bbsOptions.ExpandSize;
var codeSize = bbsOptions.EccCodeSize;
var dataSize = bbsOptions.EccDataSize;
var filterStep = bbsOptions.FilterStep;
var eccIndex = bbsOptions.EccIndex;
var mixerIndex = bbsOptions.MixerIndex;
var gammaIndex = bbsOptions.GammaIndex;
var archiverIndex = bbsOptions.ArchiverIndex;
var zipperIndex = bbsOptions.ZipperIndex;
double alpha = bbsOptions.Alpha;
double betta = 0;
var dhtMode = bbsOptions.DhtMode;
var autoAlpha = bbsOptions.AutoAlpha;
var maximumGamma = bbsOptions.MaximumGamma;
var extractBarcode = bbsOptions.ExtractBarcode;
var bitmap = bbsOptions.InputBitmap;
if (extractBarcode)
{
using (var barcode = new Barcode(bitmap.Bitmap))
{
// Извлечение параметров из внедрённого в изображение баркода
// и использование этих извлечённых параметров для используемых алгоритмов
barcode.Decode();
archiverIndex = barcode.ArchiverIndex;
eccIndex = barcode.EccIndex;
mixerIndex = barcode.MixerIndex;
gammaIndex = barcode.GammaIndex;
// ints
expandSize = barcode.ExpandSize;
codeSize = barcode.EccCodeSize;
dataSize = barcode.EccDataSize;
// bools
dhtMode = barcode.DhtMode;
autoAlpha = barcode.AutoAlpha;
maximumGamma = barcode.MaximumGamma;
// strings
key = barcode.Key;
Debug.WriteLine(barcode.ToString());
}
}
using (var builder = new BlurBuilder(filterStep))
bbsOptions.MedianBitmap = new CvBitmap(bitmap, builder);
var median = bbsOptions.MedianBitmap;
var length = bitmap.Length;
var index = new int[length];
var colors = new double[length];
var medianColors = new double[length];
var data = new byte[length / expandSize / BitsPerByte];
using (var builder = new Mixer(mixerIndex, key))
builder.GetInts(index);
var gamma = new byte[maximumGamma
? ((length + BitsPerByte - 1) / BitsPerByte)
: ((expandSize + BitsPerByte - 1) / BitsPerByte)];
using (var builder = new Gamma(gammaIndex, key))
builder.GetBytes(gamma);
var bitmapDataContainer = dhtMode ? new HartleyOfBitmap(bitmap) : (IDataContainer)bitmap;
bitmapDataContainer.Select(index, colors);
var medianDataContainer = dhtMode ? new HartleyOfBitmap(median) : (IDataContainer)median;
medianDataContainer.Select(index, medianColors);
Debug.Assert(dhtMode || colors.All(x => x >= 0));
Debug.Assert(dhtMode || medianColors.All(x => x >= 0));
// Рассчёт весов пикселей
var middle = medianColors.Average();
var weight = medianColors.Select(x => F / (F + Math.Abs(x - middle))).ToArray();
var average = weight.Average();
weight = weight.Select(x => x / average).ToArray();
var delta = colors.Zip(medianColors, (x, y) => (x - y)).Zip(weight, (x, y) => x * y).ToArray();
if (autoAlpha)
{
// Вычисление параметров из характеристик полученных данных
var e1 = delta.Average(x => x);
var e2 = delta.Average(x => x * x);
betta = e1;
bbsOptions.Alpha = (int)Math.Ceiling(alpha = Math.Sqrt(e2 - e1 * e1));
Debug.WriteLine("alpha = {0} betta = {1}", alpha, betta);
}
using (var bbSignals = new BbSignals(expandSize, maximumGamma))
bbSignals.Extract(delta, data, gamma, alpha, betta);
Debug.WriteLine(string.Join("", data.Select(x => x.ToString("X02"))));
// В дополнение к самому методу широкополосного сигнала данные могут быть сжаты алгоритмом компрессии данных,
// добавлены коды исправления ошибок, последовательности бит могут размещаться в изображении не последовательно, а в
// соответствии с выбранным алгоритмом.
IStreamTransform[] streamTransforms =
{
new Ecc(eccIndex, codeSize, dataSize), // Алгоритм коррекции ошибок
new Envelope(), // Извлечение из конверта
new Archiver(archiverIndex) // Алгоритм извлечения из сжатого архива
};
var input = new MemoryStream(data);
Debug.WriteLine("input {0}", input.Length);
foreach (var transform in streamTransforms)
{
using (var prev = input)
transform.Backward(prev, input = new MemoryStream());
input.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
Debug.WriteLine("{0} {1}", transform, input.Length);
}
using (var reader = new BinaryReader(input))
{
var bytes = reader.ReadBytes((int)input.Length);
Debug.WriteLine(string.Join("", bytes.Select(x => x.ToString("X02"))));
return(bbsOptions.RtfText = Encoding.GetEncoding(0).GetString(bytes));
}
}
private const int BitsPerByte = 8; // Количество битов в байте
/// <summary>
/// Применение метода широкополосного сигнала
/// Внедрение данных в графический файл
/// </summary>
/// <param name="bbsOptions">Параметры алгоритма включая исходные данные</param>
/// <returns>Графический файл с внедрёнными данными</returns>
public static CvBitmap Pack(BbsOptions bbsOptions)
{
Debug.WriteLine(bbsOptions.ToString());
string key = bbsOptions.Key;
int expandSize = bbsOptions.ExpandSize;
int codeSize = bbsOptions.EccCodeSize;
int dataSize = bbsOptions.EccDataSize;
int alpha = bbsOptions.Alpha;
int betta = 0;
bool autoAlpha = bbsOptions.AutoAlpha;
bool autoResize = bbsOptions.AutoResize;
bool maximumGamma = bbsOptions.MaximumGamma;
int politicIndex = bbsOptions.PoliticIndex;
string politicText = bbsOptions.PoliticText;
int eccIndex = bbsOptions.EccIndex;
int mixerIndex = bbsOptions.MixerIndex;
int gammaIndex = bbsOptions.GammaIndex;
int archiverIndex = bbsOptions.ArchiverIndex;
int barcodeIndex = bbsOptions.BarcodeIndex;
int filterStep = bbsOptions.FilterStep;
CvBitmap sampleBitmap = bbsOptions.SampleBitmap;
Size minSize = sampleBitmap.Size;
CvBitmap barcodeBitmap = null;
try
{
using (var barcode = new Barcode(barcodeIndex)
{
ArchiverIndex = archiverIndex,
EccIndex = eccIndex,
MixerIndex = mixerIndex,
GammaIndex = gammaIndex,
ExpandSize = expandSize,
EccCodeSize = codeSize,
EccDataSize = dataSize,
MaximumGamma = maximumGamma,
Key = key,
})
{
// Формирование баркода с параметрами для используемых алгоритмов
barcodeBitmap = new CvBitmap(barcode.Encode());
Size barcodeSize = barcodeBitmap.Size;
minSize.Width = Math.Max(minSize.Width, 4 * barcodeSize.Width);
minSize.Height = Math.Max(minSize.Height, 4 * barcodeSize.Height);
}
}
catch (ArgumentNullException exception)
{
}
byte[] bytes = Encoding.Default.GetBytes(bbsOptions.RtfText);
Debug.WriteLine(string.Join("", bytes.Select(x => x.ToString("X02"))));
// В дополнение к самому методу широкополосного сигнала данные могут быть сжаты алгоритмом компрессии данных,
// добавлены коды исправления ошибок, последовательности бит могут размещаться в изображении не последовательно, а в
// соответствии с выбранным алгоритмом.
IStreamTransform[] streamTransforms =
{
new Archiver(archiverIndex), // Алгоритм сжатия данных
new Envelope(), // Добавление конверта
new Ecc(eccIndex, codeSize, dataSize) // Алгоритм коррекции ошибок
};
var input = new MemoryStream(bytes);
Debug.WriteLine("input {0}", input.Length);
foreach (IStreamTransform transform in streamTransforms)
{
using (MemoryStream prev = input)
transform.Forward(prev, input = new MemoryStream());
input.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
Debug.WriteLine("{0} {1}", transform, input.Length);
}
// для каждого бита сообщения нужно N байт носителя
long inputLength = input.Length; // Количество байт передаваемых данных
long requiredLength = inputLength * expandSize * BitsPerByte; // Требуемое число пикселей
Size sampleSize = sampleBitmap.Size;
long sampleLength = sampleBitmap.Length;
double ratio = Math.Sqrt(1 + (double)requiredLength / sampleLength);
ratio = Math.Max(ratio, (double)minSize.Width / sampleSize.Width);
ratio = Math.Max(ratio, (double)minSize.Height / sampleSize.Height);
minSize.Width = (int)Math.Max(minSize.Width, Math.Ceiling(ratio * sampleSize.Width));
minSize.Height = (int)Math.Max(minSize.Height, Math.Ceiling(ratio * sampleSize.Height));
CvBitmap bitmap;
using (var stretchBuilder = new StretchBuilder(minSize))
bitmap = new CvBitmap(sampleBitmap, stretchBuilder, autoResize);
long length = bitmap.Length;
Size size = bitmap.Size;
if (requiredLength > length)
{
throw new Exception(
string.Format("Размер изображения недостаточен для сохранения данных {0}/{1}",
requiredLength, sampleLength));
}
if (minSize.Width > size.Width || minSize.Height > size.Height)
{
throw new Exception(
string.Format(
"Размер изображения недостаточен для сохранения данных {0}x{1}/{2}x{3}",
size.Width, size.Height, minSize.Width, minSize.Height));
}
// Внедрения в передаваемое изображение баркода с настроечными параметрами для используемых алгоритмов
if (barcodeBitmap != null)
{
bitmap.DrawCopyright(barcodeBitmap);
}
using (IStreamTransform streamTransform = new Politic(politicIndex, politicText, expandSize, bitmap))
using (MemoryStream prev = input)
streamTransform.Forward(prev, input = new MemoryStream());
input.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
Debug.WriteLine("input {0}", input.Length);
using (var reader = new BinaryReader(input))
{
byte[] data = reader.ReadBytes((int)input.Length);
Debug.WriteLine(string.Join("", data.Select(x => x.ToString("X02"))));
var index = new int[length];
var colors = new byte[length];
var cw = new byte[length];
var gamma = new byte[maximumGamma
? ((length + BitsPerByte - 1) / BitsPerByte)
: ((expandSize + BitsPerByte - 1) / BitsPerByte)];
using (var builder = new Mixer(mixerIndex, key))
builder.GetInts(index);
using (var builder = new Gamma(gammaIndex, key))
builder.GetBytes(gamma);
bitmap.Select(index, colors);
if (autoAlpha)
{
using (var blurBuilder = new BlurBuilder(filterStep))
using (var median = new CvBitmap(bitmap, blurBuilder))
{
if (barcodeBitmap != null)
{
median.DrawCopyright(barcodeBitmap);
}
var medianColors = new byte[length];
median.Select(index, medianColors);
double e1 = colors.Zip(medianColors,
(x, y) => (int)x - (int)y).Average(x => (double)x);
double e2 = colors.Zip(medianColors,
(x, y) => (int)x - (int)y).Average(x => (double)x * x);
alpha = (int)Math.Sqrt(e2 - e1 * e1);
bbsOptions.Alpha = alpha;
// Вычисление оценки смещение яркости относительно средней яркости исходного изображения при прямом и дословном применении алгоритма
// Построение массивов, содержащих статистическую информацию о исходных данных и псевдослучайной последовательности
// То есть построение гистограмм исходных данных и псевдослучайной последовательности
var countData = new int[256];
var countGamma = new int[256];
foreach (byte ch in data)
{
countData[ch]++;
}
foreach (byte ch in gamma)
{
countGamma[ch]++;
}
// Построение массива, где каждый элемент содержит количество ненулевых бит в бинарном разложении индекса элемента
var count = new int[256];
count[0] = 0;
for (int k = 1; k < 256; k <<= 1)
{
for (int i = 0; i < k; i++)
{
count[k + i] = count[i] + 1;
}
}
// Использование псевдослучайной последовательности с характеристиками приближенными к равновероятной, для кодирования
// данных, позволяет сохранить среднюю яркость пикселей у исходного графического изображения и у изображения,
// содержащего внедрённые данные
// Однако при прямом и дословном применении алгоритма средняя яркость пикселей могла бы иметь смещение относительно средней яркости у исходного изображения
// Поэтому производим статистическую оценку такого смещения и вводим её в качестве компенсирующего слагаемого в алгоритм
// Вычисление количества единиц в исходных данных и псевдослучайной последовательности
double trueData = count.Zip(countData, (x, y) => (double)((long)x * y)).Sum();
double trueGamma = count.Zip(countGamma, (x, y) => (double)((long)x * y)).Sum();
// Вычисление количества нулей в исходных данных и псевдослучайной последовательности
double falseData = (long)data.Length * BitsPerByte - trueData;
double falseGamma = (long)gamma.Length * BitsPerByte - trueGamma;
// Вычисление оценки количества единиц и нулей при смешивании исходных данных и псевдослучайной последовательности
double trueCount = trueGamma * falseData + falseGamma * trueData;
double falseCount = trueGamma * trueData + falseGamma * falseData;
betta = (int)((falseCount - trueCount) * alpha / (trueCount + falseCount));
bbsOptions.Alpha = alpha;
}
}
using (var bbSignals = new BbSignals(expandSize, maximumGamma))
bbSignals.Combine(colors, data, gamma, alpha, betta, cw);
bitmap.Replace(index, cw);
return(bbsOptions.OutputBitmap = bitmap);
}
}
/// <summary>
/// Применение метода широкополосного сигнала
/// Извлечение данных из графического файла
/// </summary>
/// <param name="bbsOptions">Параметры алгоритма включая графический файл с внедрёнными данными</param>
/// <returns>Извлечённые данные</returns>
public static string Unpack(BbsOptions bbsOptions)
{
Debug.WriteLine(bbsOptions.ToString());
string key = bbsOptions.Key;
int expandSize = bbsOptions.ExpandSize;
int codeSize = bbsOptions.EccCodeSize;
int dataSize = bbsOptions.EccDataSize;
int filterStep = bbsOptions.FilterStep;
int eccIndex = bbsOptions.EccIndex;
int mixerIndex = bbsOptions.MixerIndex;
int gammaIndex = bbsOptions.GammaIndex;
int archiverIndex = bbsOptions.ArchiverIndex;
int alpha = bbsOptions.Alpha;
int betta = 0;
bool autoAlpha = bbsOptions.AutoAlpha;
bool maximumGamma = bbsOptions.MaximumGamma;
bool extractBarcode = bbsOptions.ExtractBarcode;
CvBitmap bitmap = bbsOptions.InputBitmap;
if (extractBarcode)
{
using (var barcode = new Barcode(bitmap.Bitmap))
{
// Извлечение параметров из внедрённого в изображение баркода
// и использование этих извлечённых параметров для используемых алгоритмов
barcode.Decode();
archiverIndex = barcode.ArchiverIndex;
eccIndex = barcode.EccIndex;
mixerIndex = barcode.MixerIndex;
gammaIndex = barcode.GammaIndex;
expandSize = barcode.ExpandSize;
codeSize = barcode.EccCodeSize;
dataSize = barcode.EccDataSize;
maximumGamma = barcode.MaximumGamma;
key = barcode.Key;
}
}
using (var builder = new BlurBuilder(filterStep))
bbsOptions.MedianBitmap = new CvBitmap(bitmap, builder);
CvBitmap median = bbsOptions.MedianBitmap;
long length = bitmap.Length;
var index = new int[length];
var colors = new byte[length];
var medianColors = new byte[length];
var data = new byte[length / expandSize / BitsPerByte];
using (var builder = new Mixer(mixerIndex, key))
builder.GetInts(index);
var gamma = new byte[maximumGamma
? ((length + BitsPerByte - 1) / BitsPerByte)
: ((expandSize + BitsPerByte - 1) / BitsPerByte)];
using (var builder = new Gamma(gammaIndex, key))
builder.GetBytes(gamma);
bitmap.Select(index, colors);
median.Select(index, medianColors);
if (autoAlpha)
{
double e1 = colors.Zip(medianColors,
(x, y) => (int)x - (int)y).Average(x => (double)x);
double e2 = colors.Zip(medianColors,
(x, y) => (int)x - (int)y).Average(x => (double)x * x);
betta = (int)e1;
alpha = (int)Math.Sqrt(e2 - e1 * e1);
bbsOptions.Alpha = alpha;
}
using (var bbSignals = new BbSignals(expandSize, maximumGamma))
bbSignals.Extract(colors, medianColors, gamma, alpha, betta, data);
Debug.WriteLine(string.Join("", data.Select(x => x.ToString("X02"))));
// В дополнение к самому методу широкополосного сигнала данные могут быть сжаты алгоритмом компрессии данных,
// добавлены коды исправления ошибок, последовательности бит могут размещаться в изображении не последовательно, а в
// соответствии с выбранным алгоритмом.
IStreamTransform[] streamTransforms =
{
new Ecc(eccIndex, codeSize, dataSize), // Алгоритм коррекции ошибок
new Envelope(), // Извлечение из конверта
new Archiver(archiverIndex) // Алгоритм извлечения из сжатого архива
};
var input = new MemoryStream(data);
Debug.WriteLine("input {0}", input.Length);
foreach (IStreamTransform transform in streamTransforms)
{
using (MemoryStream prev = input)
transform.Backward(prev, input = new MemoryStream());
input.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
Debug.WriteLine("{0} {1}", transform, input.Length);
}
using (var reader = new BinaryReader(input))
{
byte[] bytes = reader.ReadBytes((int)input.Length);
Debug.WriteLine(string.Join("", bytes.Select(x => x.ToString("X02"))));
return(bbsOptions.RtfText = Encoding.Default.GetString(bytes));
}
}
private static readonly int SIZE = 9; //128;
//512;
private static void Main()
{
/*Vec3 v1 = new Vec3(1);
* Console.WriteLine("v1 is: " + v1);
* Vec3 v2 = new Vec3(1, 2, 4);
* Console.WriteLine("v2 is: " + v2);
* Console.WriteLine("Dot(v1, v2): " + Vec3.Dot(v1, v2));
* Console.WriteLine("Cross(v1, v2): " + Vec3.Cross(v1, v2));
* Console.WriteLine("Cross(v2, v1): " + Vec3.Cross(v2, v1));
* Console.WriteLine("v1 + v2: " + ( v1 + v2 ));1
* Console.WriteLine("v2 + v1: " + ( v2 + v1 ));
* Console.WriteLine("v1 - v2: " + ( v1 - v2 ));
* Console.WriteLine("v2 - v1: " + ( v2 - v1 ));
* Console.WriteLine("v1 * v2: " + ( v1 * v2 ));
* Console.WriteLine("v1 * 5: " + ( v1 * 5 ));
* Console.WriteLine("v1 / 5: " + ( v1 / 5 ));
* Console.WriteLine("v1 is: " + v1);
* Console.WriteLine("v2 is: " + v2);
*
* Console.WriteLine("90 degrees: " + Angle.RightAngle.Vec2);
*
* Console.WriteLine("180 degrees: " + Angle.StraightAngle.AngleRaw);
* Console.WriteLine("180 degrees: " + Angle.StraightAngle.GetAngle(AngleFormat.Unit));
* Console.WriteLine("180 degrees: " + Angle.StraightAngle.GetAngle(AngleFormat.Degrees));
* Console.WriteLine("180 degrees: " + Angle.StraightAngle.GetAngle(AngleFormat.Radians));
* Console.WriteLine("180 degrees: " + Angle.StraightAngle.Vec2);
*
* Console.WriteLine("Cross(v1, X): " + Vec3.Cross(v1, new Vec3(1, 0, 0)));
* Console.WriteLine("Cross(v1, Y): " + Vec3.Cross(v1, new Vec3(0, 1, 0)));
* Console.WriteLine("Cross(v1, Z): " + Vec3.Cross(v1, new Vec3(0, 0, 1)));
* Console.WriteLine("v1.CrossX: " + v1.CrossX);
* Console.WriteLine("v1.CrossY: " + v1.CrossY);
* Console.WriteLine("v1.CrossZ: " + v1.CrossZ);
*
* Sector<float> sectorFloat = new Sector<float>(new Coordinate(0, 0), 1, 1);
* sectorFloat[0, 0] = 0;
* sectorFloat[1, 0] = 50;
*
* Console.WriteLine("should be 12.5: " + sectorFloat.ValueAt(0.5f, 0.5f));
*/
Stopwatch sw = new Stopwatch();
Console.WriteLine("Stopwatch Started");
Console.WriteLine("Building...");
sw.Start();
LandscapeBuilder landscapeBuilder = new LandscapeBuilder();
landscapeBuilder["random"] = new RandomBuilder()
{
Seed = 6
};
landscapeBuilder["vec2"] = new Vec2FieldBuilder()
{
SourceID = "random", Magnitude = Constants.SQRT_2_OVER_2_FLOAT
};
landscapeBuilder["mem1"] = new MemoryBuilder <Vec2>()
{
SourceID = "vec2"
};
landscapeBuilder["perlin"] = new ParlinGroupBuiler()
{
Vec2FieldID = "mem1", UpperTargetScale = SCALE, MaxPerlinScale = SCALE / 4, DeltaFactor = 0.625f, ScaleStep = 1.5f, RetFactor = 1f, BottomUp = false, OffsetGlobal = new Coordinate(64, 64), LowerTargetScale = 2
};
//landscapeBuilder["mem2"] = new MemoryBuilder<float>() { SourceID = "perlin" };
//0.5325f
landscapeBuilder["mem2"] = new MemoryBuilder <float>()
{
SourceID = "perlin"
};
landscapeBuilder["HE"] = new HydraulicErosionBuilder()
{
SourceID = "mem2",
LayeringPower = 7,
CoverageFactor = 1 / 4f,
BrushRadius = 4,
StepLength = 2f,
Gravity = 4,
OutputFactor = 0.2f,
Friction = 0.5f,
SedimentCapacityFactor = 1.125f,
MinModification = 0.01f,
ErodeSpeed = 0.5f,
DepositSpeed = 0.125f,
SedimentFactor = 2,
};
landscapeBuilder["HEmem"] = new MemoryStrictSectoringBuilder <float>()
{
SourceID = "HE", SectorSize = 32
};
landscapeBuilder["HEmblur"] = new BlurBuilder {
SourceID = "HEmem"
};
landscapeBuilder["finalInterpol"] = new InterpolatorBuilder {
SourceID = "HEmblur", Scale = 2
};
landscapeBuilder["finalblur"] = new BlurBuilder {
SourceID = "finalInterpol"
};
landscapeBuilder["fianlMem"] = new MemoryBuilder <float>()
{
SourceID = "HEmblur"
};
landscapeBuilder["HEinv"] = new FloatAdderBuilder()
{
Sources = new string[] { "fianlMem" }, RetFactor = -1
};
landscapeBuilder["HEdiff"] = new FloatAdderBuilder()
{
Sources = new string[] { "HEinv", "mem2" }, RetFactor = 2
};
landscapeBuilder["output"] = new HeightMapImageOutputterBuilder()
{
SourceID = "mem2", Layers = 3, Size = 100, Min = -1, Max = 1
};
//landscapeBuilder["blur1"] = new BlurBuilder() { SourceID = "mem2" };
//landscapeBuilder["brush"] = new BrushTestBuilder();
Landscape landscape = landscapeBuilder.Build();
//string xml = landscapeBuilder.XML;
//Console.WriteLine(xml);
//landscapeBuilder.XML = xml;
//Console.WriteLine(landscapeBuilder.XML);
Console.WriteLine("Elapsed={0}", sw.Elapsed);
Console.WriteLine("Computing...");
sw.Restart();
Algorithm <float> outputPerlin = landscape.GetAlgorithm <float>("mem2");
Algorithm <float> outputHE = landscape.GetAlgorithm <float>("fianlMem");
Algorithm <float> outputdiff = landscape.GetAlgorithm <float>("HEdiff");
Outputter <Bitmap> bitmapOutputter = landscape.GetOutputter <Bitmap>("output");
RequstSector request = new RequstSector(new Coordinate(0, 0), SIZE, SIZE);
//Sector<float> sectordiff = outputdiff.GetSector(request);
//Sector<float> sectorHE = outputHE.GetSector(request);
//Sector<float> sectorPerlin = outputPerlin.GetSector(request);
sw.Stop();
Console.WriteLine("Elapsed={0}", sw.Elapsed);
//Console.WriteLine("Press \"Enter\" to save", sw.Elapsed);
//Console.ReadKey();
int width = request.Width_units * 3;
int height = request.Height_units;
Bitmap bmp = bitmapOutputter.GetObject(new Coordinate());
Console.WriteLine("Saving...");
bmp.Save("D:\\output.png", ImageFormat.Png);
//Console.WriteLine("min: " + min + " max: " + max + " avg: " + (double) total / (width * height) + " errors: " + errors);
Console.WriteLine("Saved");
GC.Collect();
Console.ReadKey();
}
