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/* 基于遗传算法的图像模式识别 PATMAT.C */
/* 同济大学计算机系 王小平 2000年5月 */
/***********************************************************************/
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include "graph.c"
#include "operator.c"
/* 宏定义 */
#define POP_SIZE 20
#define S_RATE 0.4
#define M_RATE 0.2
#define DEFOCUS_L 4
#define G_LENGTH 15 /* 个体遗传基因位长 */
#define XUL 100
#define YUL 250
#define GX1 360
#define GY1 66
#define GX2 360
#define GY2 257
#define GXR 250
#define GYR 100
#define GSTEP 2
/* 全局变量 */
unsigned char gene[POP_SIZE][G_LENGTH]; /* 个体遗传基因 */
unsigned char image[128][128];
double fitness[POP_SIZE];
double _sin[8];_cos[8];
double max_fit,avg_fit;
int m_num;
int m_pnts[2][1000];
int pnts[2][1000];
void g_draw_frame(x1,y1,x2,y2,c1,c2,c3,c4,text)
int x1,y1,x2,y2,c1,c2,c3,c4;
char *text;
{ int n,x3;
g_rectangle(x1,y1,x2,y2,c1,1);
g_rectangle(x1,y1,x2,y2,c2,0);
g_rectangle(x1,y1,x2,y1+16,c3,1);
g_rectangle(x1,y1,x2,y1+16,c2,0);
n=strlen(text);
x3=x1+((x2-x1-n*8)/2);
disp_hz16(text,x3,y1,c4);
}
void g_disp_image()
{
int i,j;
for(i=0;i<128;i++)
for(j=0;j<128;j++)
g_pset(XUL+j,YUL+i,image[j][i]);
}
void g_init_frames() /* 初始化画面 */
{
int i,j,cx,cy,x,y;
char text[17];
g_draw_frame(0,0,639,399,15,0,4,15,
"基于遗传算法的基元识别与提取");
g_draw_frame(0,16,320,170,7,15,8,15,"基元");
itoa(m_num,text,10);
setcolor(9);
disp_hz16("构成点数=",30,50,15);
disp_hz16(text,118,50,15);
for(i=0;i",10,300,20);
gscanf(420,300,4,0,2,"%s",choice);
n=atoi(choice);
switch(n)
{
case 1:
x1=345;y1=225;
x2=x1-25-random(25);y2=y1;
x3=x1;y3=y1-25-random(25);
g_line(x1,y1,x2,y2,9);
g_line(x1,y1,x3,y3,9);
g_line(x2,y2,x3,y3,9);break;
case 2:
x1=345;y1=225;
x2=x1-25-random(25);
y2=y1-25-random(25);
g_rectangle(x2,y2,x1,y1,9,0);break;
case 3:
x1=320;y1=200;
x2=10+random(25);
y2=10+random(25);
g_circle(x1,y1,x2,y2,9);break;
case 4:
x1=320;y1=200;
rad[0]=10+random(15);
for(i=1;i<90;i++)
{
rad[i]=rad[i-1]-4+random(9);
if(rad[i]<10) rad[i]=10.0; else
if(rad[i]>25) rad[i]=25.0;
}
for(i=1;i<3;i++)
for(j=0;j<90;j++)
{
if((j-1)<0) n1=89; else n1=j-1;
if((j+1)>89) n2=0; else n2=j+1;
rad[j]=(rad[n1]+rad[j]+rad[n2])/3.0;
}
for(i=0;i<90;i++)
{
if((i+1)>89) n1=0; else n1=i+1;
x2=(int)(rad[i]*cos(i/45.0*3.14))+x1;
y2=(int)(rad[i]*sin(i/45.0*3.14))+y1;
x3=(int)(rad[n1]*cos((double)n1/45.0*3.14))+x1;
y3=(int)(rad[n1]*sin((double)n1/45.0*3.14))+y1;
g_line(x2,y2,x3,y3,9);
}
}
g_rectangle(260,140,380,260,4,0);
setcolor(9);
disp_hz16("轮廓圆滑处理满意否? no:1 yes:2===>",10,340,20);
gscanf(400,340,4,0,2,"%s",choice);
ok=atoi(choice);
}
setcolor(9);
disp_hz16("加入噪声否? no:1 yes:2===>",10,380,20);
gscanf(400,380,9,0,2,"%s",choice);
yn=atoi(choice);
if(yn==2)
for(i=0;i<3000;i++)
g_pset(261+random(119),141+random(119),0);
m_num=0;
for(y1=141;y1<260;y1++)
for(x1=261;x1<380;x1++)
{
col=g_pget(x1,y1);
if(col!=0)
{
m_pnts[0][m_num]=x1;
m_pnts[1][m_num]=y1;
m_num=m_num+1;
}
}
wx=0;wy=0;work=(double)m_num;
for(i=1;i<=m_num;i++)
{
wx=wx+(double)(m_pnts[0][i-1])/work;
wy=wy+(double)(m_pnts[1][i-1])/work;
}
x1=(int)wx;y1=(int)wy;
for(i=1;i<=m_num;i++)
{
m_pnts[0][i-1]=m_pnts[0][i-1]-x1;
m_pnts[1][i-1]=m_pnts[1][i-1]-y1;
}
}
void g_set_image()
{
int ok,i;
int cx,cy,gx,gy,x,y,col,xx,yy,xymax;
double angle,x1,y1;
char choice[2];
for(i=0;i<8;i++)
{
_sin[i]=sin((double)i*45.0/360.0*3.141592);
_cos[i]=cos((double)i*45.0/360.0*3.141592);
}
xymax=64;
cx=200;cy=100;
ok=1;
while(ok==1)
{
g_cls();
for(i=0;i<25;i++) printf("\n");
g_rectangle(cx-1,cy-1,cx+128,cy+128,9,0);
for(i=0;i<3;i++)
g_line(random(128)+cx,random(128)+cy,
random(128)+cx,random(128)+cy,9);
for(i=0;i<1;i++)
g_circle(random(64)+cx+32,random(64)+cy+32,
random(20)+10,random(20)+10,9);
for(i=0;i<5000;i++)
g_pset(random(128)+cx,random(128)+cy,0);
for(i=0;i<200;i++)
g_pset(random(128)+cx,random(128)+cy,9);
gx=random(xymax)-xymax/2;
gy=random(xymax)-xymax/2;
angle=random(8);
for(i=1;i<=m_num;i++)
{
x1=(double)m_pnts[0][i-1];
y1=(double)m_pnts[1][i-1];
x=(int)(_cos[angle]*x1-_sin[angle]*y1)+64+cx+gx;
y=(int)(_sin[angle]*x1+_cos[angle]*y1)+64+cy+gy;
g_pset(x,y,9);
}
setcolor(9);
disp_hz16("绘制原图像满意否? no:1 yes:2===>",10,240,20);
gscanf(300,240,4,0,2,"%s",choice);
ok=atoi(choice);
}
for(y=0;y<128;y++)
for(x=0;x<128;x++)
{
col=g_pget(x+cx,y+cy);
if(col>0) image[x][y]=DEFOCUS_L;
else image[x][y]=0;
}
for(y=0;y<128;y++)
{
/* printf("%d/128\n",y+1);*/
for(x=0;x<128;x++)
if(image[x][y]==DEFOCUS_L)
for(i=0;i=0 && xx<=127 && yy>0 && y<=127)
if(image[xx][yy]==(DEFOCUS_L-i))
image[xx][yy]=DEFOCUS_L-i;
}
}
for(y=0;y<128;y++)
for(x=0;x<128;x++)
g_pset(x+cx,y+cy,image[x][y]);
setcolor(9);
disp_hz16("回车键结束",10,430,20);
getch();
for(i=0;i<25;i++) printf("\n");
}
void swap_fit(n1,n2)
int n1,n2;
{
unsigned char c;
double f;
int i;
for(i=0;ifitness[i]) swap_fit(j,i);
max_fit=fitness[0];
avg_fit=0;
for(i=0;i=0 && x2<128 && y2>=0 && y2<128)
sum=sum+(double)image[x2][y2];
}
fitness[i]=sum/fitmax;
}
}
void g_disp_max(flg)
int flg;
{
int i,xsft,ysft,angle,x,y;
if(flg==1)
{
for(i=0;i=0 && x<128 && y>=0 && y<128)
g_pset(XUL+x,YUL+y,image[x][y]);
}
}
gene_to_param(0,&xsft,&ysft,&angle);
for(i=0;i=0 && x<128 && y>=0 && y<128)
g_pset(XUL+x,YUL+y,9);
}
}
void make_offspring(g1,g2,g3,g4)
int g1,g2,g3,g4;
{
int i,rnd,rndmax;
two_crossover(gene,g1,g2,g3,g4,G_LENGTH);
rndmax=(int)(10000.0*M_RATE);
for(i=0;i