samples/cpp/dft.cpp

   1 #include "opencv2/core.hpp"
   2 #include "opencv2/core/utility.hpp"
   3 #include "opencv2/imgproc.hpp"
   4 #include "opencv2/imgcodecs.hpp"
   5 #include "opencv2/highgui.hpp"
   6
   7 #include <stdio.h>
   8
   9 using namespace cv;
  10 using namespace std;
  11
  12 static void help()
  13 {
  14     printf("\nThis program demonstrated the use of the discrete Fourier transform (dft)\n"
  15            "The dft of an image is taken and it's power spectrum is displayed.\n"
  16            "Usage:\n"
  17             "./dft [image_name -- default lena.jpg]\n");
  18 }
  19
  20 const char* keys =
  21 {
  22     "{@image|lena.jpg|input image file}"
  23 };
  24
  25 int main(int argc, const char ** argv)
  26 {
  27     help();
  28     CommandLineParser parser(argc, argv, keys);
  29     string filename = parser.get<string>(0);
  30
  31     Mat img = imread(filename.c_str(), IMREAD_GRAYSCALE);
  32     if( img.empty() )
  33     {
  34         help();
  35         printf("Cannot read image file: %s\n", filename.c_str());
  36         return -1;
  37     }
  38     int M = getOptimalDFTSize( img.rows );
  39     int N = getOptimalDFTSize( img.cols );
  40     Mat padded;
  41     copyMakeBorder(img, padded, 0, M - img.rows, 0, N - img.cols, BORDER_CONSTANT, Scalar::all(0));
  42
  43     Mat planes[] = {Mat_<float>(padded), Mat::zeros(padded.size(), CV_32F)};
  44     Mat complexImg;
  45     merge(planes, 2, complexImg);
  46
  47     dft(complexImg, complexImg);
  48
  49     // compute log(1 + sqrt(Re(DFT(img))**2 + Im(DFT(img))**2))
  50     split(complexImg, planes);
  51     magnitude(planes[0], planes[1], planes[0]);
  52     Mat mag = planes[0];
  53     mag += Scalar::all(1);
  54     log(mag, mag);
  55
  56     // crop the spectrum, if it has an odd number of rows or columns
  57     mag = mag(Rect(0, 0, mag.cols & -2, mag.rows & -2));
  58
  59     int cx = mag.cols/2;
  60     int cy = mag.rows/2;
  61
  62     // rearrange the quadrants of Fourier image
  63     // so that the origin is at the image center
  64     Mat tmp;
  65     Mat q0(mag, Rect(0, 0, cx, cy));
  66     Mat q1(mag, Rect(cx, 0, cx, cy));
  67     Mat q2(mag, Rect(0, cy, cx, cy));
  68     Mat q3(mag, Rect(cx, cy, cx, cy));
  69
  70     q0.copyTo(tmp);
  71     q3.copyTo(q0);
  72     tmp.copyTo(q3);
  73
  74     q1.copyTo(tmp);
  75     q2.copyTo(q1);
  76     tmp.copyTo(q2);
  77
  78     normalize(mag, mag, 0, 1, NORM_MINMAX);
  79
  80     imshow("spectrum magnitude", mag);
  81     waitKey();
  82     return 0;
  83 }