// グレイスケール画像を誤差拡散法によって２値化した画像を作成するプログラム
// 誤差分散の配分 ただし，画像外に誤差分散しない。
//    +----------+----------+
//    | 注目画素 |   3 / 8  |
//    +----------+----------+
//    |   3 / 8  |   2 / 8  |
//    +----------+----------+
//
// プログラム名：dither_err1.cpp

#include "eps-header.hh"

// 元画像(src)を誤差拡散法によって２値化した処理済画像(dst)を作成する関数
void dither_err1(
	class image& src,		// 元画像クラス(入力)
	class image& dst)		// 処理済画像クラス(出力)
{
	if (src.p == NULL) {
		printf("元画像がありません。");
		return;
	}

	printf("\n誤差拡散法によって２値化します。\n");
	printf("    誤差分散の配分 ただし，画像外に誤差分散しない。\n");
	printf("    +----------+----------+\n");
	printf("    | 注目画素 |   3 / 8  |\n");
	printf("    +----------+----------+\n");
	printf("    |   3 / 8  |   2 / 8  |\n");
	printf("    +----------+----------+\n");

	int nr_lines  = src.get_nr_lines();		// 元画像のライン数   (縦の画素数)
	int nr_pixels = src.get_nr_pixels();	// 元画像のピクセル数 (横の画素数)
	dst.gmake(nr_lines, nr_pixels);			// 処理済画像の配列を確保
											// 画素値はゼロにクリアされる。

	double * err_buf[2];					// 誤差拡散用の２ライン分の配列を確保
	err_buf[0] = new double [nr_pixels];
	err_buf[1] = new double [nr_pixels];
	for (int ix = 0; ix < nr_pixels; ix ++) {
		err_buf[0][ix] = 0.0;
		err_buf[1][ix] = 0.0;
	}

	for (int iy = 0; iy < nr_lines; iy ++) {
		for (int ix = 0; ix < nr_pixels; ix ++) {
			int a = src.p[iy][ix];
			// 近傍が画像の外に出るときは，単純に２値化する。
			if (iy == nr_lines - 1 || ix == nr_pixels - 1) {
				if (a > MAX_GRAY_LEVEL / 2) {
					dst.p[iy][ix] = MAX_GRAY_LEVEL;
				}

			} else {
				double gray = a + err_buf[0][ix];
				double err1 = gray - MIN_GRAY_LEVEL;
				double err2 = gray - MAX_GRAY_LEVEL;
				double err3;
				if (fabs(err1) < fabs(err2)) {
					// dst.p[iy][ix] = 0;	// 処理済画像は，すでにゼロにクリアされている。
					err3 = err1;
				} else {
					dst.p[iy][ix] = MAX_GRAY_LEVEL;
					err3 = err2;
				}

				// 近傍に応じて誤差拡散値をバッファに記録する。
				err_buf[0][ix + 1] += (3.0 / 8.0) * err3;
				err_buf[1][ix    ] += (3.0 / 8.0) * err3;
				err_buf[1][ix + 1] += (2.0 / 8.0) * err3;
			}
		}
		for (int ix = 0; ix < nr_pixels; ix ++) {
			err_buf[0][ix] = err_buf[1][ix];
			err_buf[1][ix] = 0.0;
		}
	}

	delete [] err_buf[0];
	delete [] err_buf[1];
}

// プログラムの開始位置
int main()
{
	class image src;	// 元画像クラスを宣言
	class image dst;	// 処理済画像クラスを宣言

	src.gload();		// 元画像をBMPファイルから読み込む
						// BMPファイルを指定したい場合は，
						//   src.gload("パス付きBMPファイル名");
						// とする。

	// 元画像(src)を誤差拡散法によって２値化した処理済画像(dst)を作成する。
	dither_err1(
		src,		// 元画像クラス(入力)
		dst);		// 処理済画像クラス(出力)

	dst.gsave();		// 処理済画像をBMPファイルに保存する
						// BMPファイルを指定したい場合は，
						//   dst.gsave("パス付きBMPファイル名");
						// とする。
}