System that manipulates images.

Prof. Orientador: Dr. André Maurício Cunha Campos Descrição do Projeto: Processamento de Imagem Autor: Elildes Fortaleza Santos

*** TAREFAS ***

1. Criar pastas para separar arquivos com funcionalidades parecidas: Foi criado os seguintes arquivos para organização dos códigos e modularização do programa:

main.c: função principal que dá início e fim do programa. menu.c: serve para chamar as funções e oferecer as opções aos usuários. Faz a interação com o usuário. alocarmemoria.c: onde estão implementadas as funções de alocação dinâmica de memória. db_imagem.c: serve para chamar/incluir os campos das estruturas registradas em db_imagem.h lerescrever.c: onde estão implementadas as funções de leitura e escrita das imagens. processo.c: onde estão implementadas as funções de filtros. Makefile: estão os códigos que servirá para compilar e criar a biblioteca estática do programa.

Obs.: cada arquivo .c tem um arquivo .h de mesmo nome, que servem para escrever as interfaces/assinaturas das funções que estão implementadas nos arquivos .c.

2. O que foi feito:

Escala de Cinza:

Função: void filtro_cinza(Imagem *imagem).

Esta função aplica escala de cinza na imagem lida. A função substitui
os valores dos pixels da imagem lida com a média dos valores das
cores r, g, b.

Obs.: a função recebe como parãmetro um ponteiro tipo estrutura (Imagem *imagem) e servirá para
passar a função os valores da imagem lida. A função é do tipo void, não retorna nenhum valor.

Ampliar uma imagem:

Função: void filtro_ampliar(Imagem *imagem, int num, Imagem *aux).

Esta função amplia uma imagem em 'num' vezes.
O número inteiro 'num' (digitado pelo usuário) é a quantidade de vezes que a imagem será ampliada.

Obs.: a função recebe como parãmetros dois ponteiros tipo estrutura (Imagem *imagem, Imagem *aux),
sendo que o ponteiro *imagem é o ponteiro que está armazenando os valores da imagem lida, e o
ponteiro *aux servirá para receber os valores da nova imagem ampliada. A função também recebe como
parãmetro um inteiro (int num) que indica a quantidade de vezes que a imagem será ampliada.
A função é do tipo void, não retorna nenhum valor.

Reduzir uma imagem:

Função: void filtro_reduzir(Imagem *imagem, int num, Imagem *aux).

Esta função reduz uma imagem em 'num' vezes.
O número inteiro 'num' (digitado pelo usuário) é a quantidade de vezes que a imagem será reduzida.

Obs.: a função recebe como parãmetros dois ponteiros tipo estrutura (Imagem *imagem, Imagem *aux),
sendo que o ponteiro *imagem é o ponteiro que está armazenando os valores da imagem lida, e o
ponteiro *aux servirá para receber os valores da nova imagem reduzida. A função também recebe como
parãmetro um inteiro (int num) que indica a quantidade de vezes que a imagem será reduzida. A função
é do tipo void, não retorna nenhum valor.

Rotacionar uma imagem:

Função: void rotacionar_img(Imagem *imagem, Imagem *aux).

Esta função rotaciona a imagem escolhida pelo usuário a 90º.
Caso o usuário queira ratacionar a imagem a 180º, a função deverá ser chamada
duas vezes, e para rotacionar a imagem a 270º, a função deverá ser
chamada três vezes.

Obs.: a função recebe como parãmetros dois ponteiros do tipo estrutura (Imagem *imagem e Imagem *aux).
O ponteiro *imagem servirá para passar para a função os valores da imagem lida e o ponteiro *aux
servirá para receber os valores da nova imagem rotacionada. A função é do tipo void, não retorna nenhum valor.

Aplicar filtro de sharpening:

Função: void filtro_sharpening(Imagem *imagem, Imagem *aux).

Esta função aplica o filtro de sharpening (nitidez) na imagem escolhida pelo usuário.

Obs.: a função recebe como parãmetros dois ponteiros do tipo estrutura (Imagem *imagem e Imagem *aux).
O ponteiro *imagem servirá para passar para a função os valores da imagem lida e o ponteiro *aux
servirá para receber os valores da nova imagem filtrada com sharpening.
A função é do tipo void, não retorna nenhum valor.

Aplicar filtro de blurring:

Função: void filtro_blurring(Imagem *imagem, Imagem *aux).

Esta função aplica o filtro de blurring (borrado) na imagem escolhida pelo usuário.

Obs.: a função recebe como parãmetros dois ponteiros do tipo estrutura (Imagem *imagem e Imagem *aux).
O ponteiro *imagem servirá para passar para a função os valores da imagem lida e o ponteiro *aux
servirá para receber os valores da nova imagem filtrada com blurring.
A função é do tipo void, não retorna nenhum valor.

Aplicar filtro de Detecção de Bordas:

Função: void filtro_bordas(Imagem *imagem, Imagem *aux).

A função aplica o filtro de detecção de bordas na imagem escolhida pelo usuário.

Obs.: a função recebe como parãmetros dois ponteiros do tipo estrutura (Imagem *imagem e Imagem *aux).
O ponteiro *imagem servirá para passar para a função os valores da imagem lida e o ponteiro *aux
servirá para receber os valores da nova imagem filtrada com detecção de bordas.
A função é do tipo void, não retorna nenhum valor.

3. O que não foi feito: Apenas não foi feito uma função recurssiva.

4. O que seria feito diferentemente.

   Percebemos ao final do projeto que algumas alterações nos códigos seriam possíveis, entretando devido ao tempo não foi possível fazer as mudanças conforme detalhamos a seguir:

Funções de filtro que usam máscara: As funções de filtro_sharpening(), filtro_blurring() e a função filtro_bordas() usam praticamente o mesmo código, mudando apenas a matriz 3x3 que é usada como máscara para fazer alterações nos valores da imagem. Com isso, após finalizarmos o projeto, foi percebido que estas funções poderiam ser implementadas com apenas uma função, bastando para isso retirar a máscara da função e adicionar um ponteiro ou matriz como argumento da função, a qual deverá ser passado os lementos da máscara. Como a máscara sairia de dentro da função, a máscara deveria ser declarada em outro lugar, sendo que para cada filtro deverá ser declarado uma máscara com os valores correspondentes. Com essa mudança, o código ficaria bem reduzido.

Função que rotaciona imagem com uso de função recurssiva: A função rotacionar_img() rotaciona uma imagem a 90º, para que a imagem seja rotacionada a 180º, a função deverá ser chamada duas vezes, e se for chamada três vezes a imagem irá rotacionar a 270º. Entretanto, percebemos que talvez fosse possível fazer alterações no código da função para que fosse implementado uma função recursiva, tendo como condição de parada quando a quantidade de vezes que a função fosse chamado chegasse a zero.

Otimização nas funções de filtro_sharpening(), filtro_blurring() e a função filtro_bordas(): Como os códigos destas funções são praticamente os mesmos, mudando basicamente a máscara, poderíamos ter feito os calculos dos valores para conversão dos canais (reg, green e blue) com dois laços 'for' de repetição dentro dos laços 'for' (laço que percorrerá a imagem de origem), fazendo com que os códigos ficassem com menos linhas.

5. Como compilar o projeto, deixando explícito se foi utilizada alguma biblioteca externa que precise ser instalada, que versão e quais parâmetros extras são necessários para o compilador: Para que o usuário compile o projeto de maneira mais fácil, foi feito como trabalho extra, um arquivo 'Makefile' que está configurado para executar os comandos de compilação e criação de uma biblioteca estática. Para compilar e criar uma biblioteca estática do projeto, basta que: a) O usuário entre na pasta do projeto; b) Digite no terminal o comando 'make' (sem aspas). Com isso os comandos configurados no arquivo 'Makefile' irá gerar os arquivos binários de cada arquico .c, em seguida com o programa 'ar' os arquivos binário .o serão juntados em um arquivos .a (libimg.a) e depois com o arquivo .a (biblioteca estática) criado será gerado o arquivo executável (exec). c) E por fim para executar o programa basta digitar: ./exec. Segue abaixo as linhas de comando para compilar, criar bilioteca e executar o programa:

entrar na pasta do projeto make ./exec

Obs01.: basta digitar o comando make apenas uma vez, após isso basta executar o programa com o comando './exec'. Caso algum arquivo do programa seja alterado o comando make deverá ser digitado novamente.

d) Na execução do programa: Na primeira tela o programa apresentará as opções de filtros que o usuário deverá digitar uma das opções ou digitar '0' (zero) para sair do sistema. Após a escolha da opção desejada o sistema irá apresentar outras opções ao usuário, conforme a opção escolhida. até retornar a tela inicial.

*** PADRONIZAÇÕES ***

Variavel simples: Ex.: int valor. É a variável que é escrita com apenas letras minúsculas, cujo nome seja relacionado com a sua função no código. Variável composta: Ex.: int valorMoeda. É a variável que é escrita com duas ou mais palavras. A primeira palavra é escrita com letras minúsculas concatenada com a segunda palavra, sendo que apenas a primeira letra da segunda palavra é escrita com letra maiúscula. Funções: Ex.: void filtro_sharpening(Imagem *imagem, Imagem *aux); Nome da função: se tiver nome composto será escrito em minpuscula e com um '_' entre as duas palavras.

*** EXTRA *** Como trabalho extra foi feito o seguinte:

1. Criação de bibliotecas (biblioteca estática) e arquivo Makefile: Para criação da bilioteca devemos apenas digitar o seguinte comando: make Este comando irá fazer com que os comandos que estão no arquivo Makefile sejam executados.

Para que o usuário compile o projeto de maneira mais fácil, foi feito como trabalho extra, um arquivo 'Makefile' que está configurado para executar os comandos de compilação e criação de uma biblioteca estática. Para compilar e criar uma biblioteca estática do projeto, basta que: a) O usuário entre na pasta do projeto; b) Digite no terminal o comando 'make' (sem aspas). Com isso os comandos configurados no arquivo 'Makefile' irá gerar os arquivos binários de cada arquico .c, em seguida com o programa 'ar' os arquivos binário .o serão juntados em um arquivos .a (libimg.a) e depois com o arquivo .a (biblioteca estática) criado será gerado o arquivo executável (exec). c) E por fim para executar o programa basta digitar: ./exec. Segue abaixo as linhas de comando para compilar, criar bilioteca e executar o programa:

entrar na pasta do projeto make ./exec

Obs01.: basta digitar o comando make apenas uma vez, após isso basta executar o programa com o comando './exec'. Caso algum arquivo do programa seja alterado o comando make deverá ser digitado.

Obs.02: abaixo estão listados os comandos implementados no arquivo Makefile:

    todos: main.o menu.o db_imagem.o lerescrever.o alocarmemoria.o processo.o
        ar rcs libimg.a menu.o db_imagem.o lerescrever.o alocarmemoria.o processo.o
        gcc main.o -limg -o exec -L.
        rm -r *.o

    main.o:
        gcc main.c -c -o main.o

    menu.o:
        gcc menu.c -c -o menu.o
        
    db_imagem.o:
        gcc db_imagem.c -c -o db_imagem.o

    lerescrever.o:
        gcc lerescrever.c -c -o lerescrever.o

    alocarmemoria.o:
        gcc alocarmemoria.c -c -o alocarmemoria.o

    processo.o:
        gcc processo.c -c -o processo.o

2. Implementação do filtro de negativo: Também como trabalho extra fizemos um filtro de negativo.

   Aplicar filtro de Negativo:

   Função: void filtro_negativo(Imagem *imagem, Imagem *aux).

   A função aplica o filtro de negativo na imagem escolhida pelo usuário.

   Obs.: a função recebe como parãmetros dois ponteiros do tipo estrutura (Imagem *imagem e Imagem *aux). O ponteiro *imagem servirá para passar para a função os valores da imagem lida e o ponteiro *aux servirá para receber os valores da nova imagem filtrada com Negativo. A função é do tipo void, não retorna nenhum valor.

3. Uso da ferramenta Git Hub: Na criação do projeto foi utilizado o programa Git Hub que serviu para manter todo o projeto em um repositório. O Git Hub foi de grande importância porque mantinha o projeto sempres atualizado com a versão mais recente, pois quando o trabalho era feito em sala de aula bastava baixar as atualizações do projeto que estavam no repositório.