c. 中Sobel算法的多重问题

Question

我正在尝试使用下面的代码构建一个边缘检测程序。我遇到了很多问题，但我不知道如何解决。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define xrows 700
#define ycolumns 1244
int Gradient[xrows][ycolumns];
int Image_input[xrows][ycolumns];
int G_x[xrows][ycolumns];
int G_y[xrows][ycolumns];
int main() {
FILE *fw = fopen("sobel_outt.txt", "w");
FILE *fr = fopen("ny.txt", "r");
int x, y, row, column, num;
int i = 0;
int XLENGTH = 700;
int YLENGTH = 1244;
for (row = 0; row < XLENGTH; row++) {
for (column = 0; column < YLENGTH; column++) {
fscanf(fr, "%d " ",", &num);
Image_input[row][column] = num;
}
}
fclose(fr);
for (x = 0; x < XLENGTH; x += 3) {
i++;
for (y = 0; y < YLENGTH; y += 3) {
if ((x == 0) || (x == XLENGTH - 1) || (y == 0) || (y == YLENGTH - 1)) {
G_x[x][y] = G_y[x][y] = Gradient[x][y] = 0;
} else {
G_x[x][y] = Image_input[x + 1][y - 1]
+ 2 * Image_input[x + 1][y]
+ Image_input[x + 1][y + 1]
- Image_input[x - 1][y - 1]
- 2 * Image_input[x - 1][y]
- Image_input[x - 1][y + 1];
G_y[x][y] = Image_input[x - 1][y + 1]
+ 2 * Image_input[x][y + 1]
+ Image_input[x + 1][y + 1]
- Image_input[x - 1][y - 1]
- 2 * Image_input[x][y - 1]
- Image_input[x + 1][y - 1];
Gradient[x][y] = (abs(G_x[x][y]) + abs(G_y[x][y]));
if (Gradient[x][y] > 255) {
Gradient[x][y] = 255;
}
}
fprintf(fw, "%d,n", Gradient[x][y]);
}
}
printf("i= %d", i);
fclose(fw);
return 0;
}

程序在devcpp IDE中运行时似乎执行得很好，并且所有的矩阵都声明为全局变量。每当我在main函数中声明它们时，程序就会崩溃。

我试着用Visual Studio运行这个程序，但是我又遇到了几个问题。我得到一些错误消息，说明fscanf被忽略，fprintf是不安全的。

最后但并非最不重要的是，我得到了另一个错误，声明我用完了所有可用的堆栈内存。

欢迎提出任何建议。

编辑很多人认为是我造成了堆栈溢出。我将尝试使用堆内存作为替代方案。我的第二个问题仍然存在。

Answer 1

将您的矩阵定义为带有自动存储的局部变量，将使用接近14MB的堆栈空间。这肯定会导致堆栈溢出在许多平台上。建议从堆中分配数据。

Microsoft的Visual C编译器配置为抱怨fscanf和fprintf，并提倡使用fscanf_s和fprintf_s来代替。他们设法得到了这个和其他函数，包括C标准(附件K)，但API在一致性方面做了微妙的改变(使用size_t代替UINT数组长度)，微软没有改变他们的版本。这个差异对于32位目标来说并不重要，但是size_t和unsigned类型现在在大多数64位平台上是不同的。

因此，不建议在可移植程序中使用fscanf_s()。您可以通过在包含<stdio.h>之前添加#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS来禁用编译器警告。

但是请注意，您不应该忽略fscanf()的返回值来检测无效或丢失的数据:如果转换失败，目标变量将保持不变，从而导致不正确的结果甚至未定义的行为。

下面是一个从堆中分配矩阵的修改版本:

#ifdef _MSC_VER
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS  // disable warnings in fscanf
#endif
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define ROWS 700
#define COLS 1244
int main() {
int (*Gradient)[COLS] = calloc(sizeof(*Gradient), ROWS);
int (*Image_input)[COLS] = calloc(sizeof(*Image_input), ROWS);
int (*G_x)[COLS] = calloc(sizeof(*G_x), ROWS);
int (*G_y)[COLS] = calloc(sizeof(*G_y), ROWS);
if (!Gradient || !Image_input || !G_x || !G_y) {
fprintf(stderr, "cannot allocate memoryn");
return 1;
}
FILE *fr = fopen("ny.txt", "r");
if (fr == NULL) {
fprintf(stderr, "cannot open ny.txt: %sn", strerror(errno));
return 1;
}
FILE *fw = fopen("sobel_outt.txt", "w");
if (fw == NULL) {
fprintf(stderr, "cannot open sobel_outt.txt: %sn", 
strerror(errno));
return 1;
}
int x, y, row, column, num;
int i = 0;
int XLENGTH = ROWS;
int YLENGTH = COLS;
for (row = 0; row < XLENGTH; row++) {
for (column = 0; column < YLENGTH; column++) {
if (fscanf(fr, "%d ,", &num) != 1) {
fprintf(stderr, "cannot read value for Image_input[%d][%d]n",
row, column);
return 1;
}
Image_input[row][column] = num;
}
}
fclose(fr);
for (x = 0; x < XLENGTH; x += 3) {
i++;
for (y = 0; y < YLENGTH; y += 3) {
if (x == 0 || x == XLENGTH - 1 || y == 0 || y == YLENGTH - 1) {
G_x[x][y] = G_y[x][y] = Gradient[x][y] = 0;
} else {
G_x[x][y] = Image_input[x + 1][y - 1]
+ 2 * Image_input[x + 1][y]
+ Image_input[x + 1][y + 1]
- Image_input[x - 1][y - 1]
- 2 * Image_input[x - 1][y]
- Image_input[x - 1][y + 1];
G_y[x][y] = Image_input[x - 1][y + 1]
+ 2 * Image_input[x][y + 1]
+ Image_input[x + 1][y + 1]
- Image_input[x - 1][y - 1]
- 2 * Image_input[x][y - 1]
- Image_input[x + 1][y - 1];
Gradient[x][y] = abs(G_x[x][y]) + abs(G_y[x][y]);
if (Gradient[x][y] > 255) {
Gradient[x][y] = 255;
}
}
fprintf(fw, "%d,n", Gradient[x][y]);
}
}
fclose(fw);
printf("i= %dn", i);
free(Gradient);
free(Image_input);
free(G_x);
free(G_y);
return 0;
}

注意i的最终值必须始终是XLENGTH。

这是对所有数据使用单一结构的替代方案，比分配2D矩阵更容易处理:

#ifdef _MSC_VER
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#endif
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define ROWS 700
#define COLS 1244
struct sobel {
int Gradient[ROWS][COLS];
int Image_input[ROWS][COLS];
int G_x[ROWS][COLS];
int G_y[ROWS][COLS];
};
int main() {
struct sobel *data = (struct sobel *)calloc(sizeof(*data), 1);
if (!data) {
fprintf(stderr, "cannot allocate memoryn");
return 1;
}
FILE *fr = fopen("ny.txt", "r");
if (fr == NULL) {
fprintf(stderr, "cannot open ny.txt: %sn", strerror(errno));
return 1;
}
FILE *fw = fopen("sobel_outt.txt", "w");
if (fw == NULL) {
fprintf(stderr, "cannot open sobel_outt.txt: %sn", strerror(errno));
return 1;
}
int x, y, row, column, num;
int i = 0;
int XLENGTH = ROWS;
int YLENGTH = COLS;
for (row = 0; row < XLENGTH; row++) {
for (column = 0; column < YLENGTH; column++) {
if (fscanf(fr, "%d " ",", &num) != 1) {
fprintf(stderr, "cannot read value for Image_input[%d][%d]n", row, column);
return 1;
}
data->Image_input[row][column] = num;
}
}
fclose(fr);
for (x = 0; x < XLENGTH; x += 3) {
i++;
for (y = 0; y < YLENGTH; y += 3) {
if (x == 0 || x == XLENGTH - 1 || y == 0 || y == YLENGTH - 1) {
data->G_x[x][y] = data->G_y[x][y] = data->Gradient[x][y] = 0;
} else {
data->G_x[x][y] = data->Image_input[x + 1][y - 1]
+ 2 * data->Image_input[x + 1][y]
+ data->Image_input[x + 1][y + 1]
- data->Image_input[x - 1][y - 1]
- 2 * data->Image_input[x - 1][y]
- data->Image_input[x - 1][y + 1];
data->G_y[x][y] = data->Image_input[x - 1][y + 1]
+ 2 * data->Image_input[x][y + 1]
+ data->Image_input[x + 1][y + 1]
- data->Image_input[x - 1][y - 1]
- 2 * data->Image_input[x][y - 1]
- data->Image_input[x + 1][y - 1];
data->Gradient[x][y] = abs(data->G_x[x][y]) + abs(data->G_y[x][y]);
if (data->Gradient[x][y] > 255) {
data->Gradient[x][y] = 255;
}
}
fprintf(fw, "%d,n", data->Gradient[x][y]);
}
}
fclose(fw);
printf("i= %dn", i);
free(data);
return 0;
}