基于C语言的高斯模糊代码和解释

高斯模糊是一种常用的图像处理技术，可以用于图像降噪、模糊等应用。以下是基于C语言的高斯模糊代码和解释：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>

#define PI 3.14159265358979323846

// 高斯函数
double gaussian(double x, double sigma) {
    return exp(-x * x / (2 * sigma * sigma)) / (sigma * sqrt(2 * PI));
}

// 高斯模板生成
void gaussian_kernel(double *kernel, int size, double sigma) {
    int center = size / 2;
    double sum = 0;
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        kernel[i] = gaussian(i - center, sigma);
        sum += kernel[i];
    }
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        kernel[i] /= sum;
    }
}

// 高斯模糊
void gaussian_blur(unsigned char *image, int width, int height, double sigma) {
    int size = (int)(sigma * 6 + 1) | 1; // 根据sigma计算模板大小
    double *kernel = (double *)malloc(size * sizeof(double)); // 生成高斯模板
    gaussian_kernel(kernel, size, sigma);
    unsigned char *temp = (unsigned char *)malloc(width * height * sizeof(unsigned char)); // 临时数组
    // 水平方向模糊
    for (int y = 0; y < height; y++) {
        for (int x = 0; x < width; x++) {
            double sum = 0;
            for (int i = -size / 2; i <= size / 2; i++) {
                int xx = x + i;
                if (xx < 0) xx = 0;
                if (xx >= width) xx = width - 1;
                sum += kernel[i + size / 2] * image[y * width + xx];
            }
            temp[y * width + x] = (unsigned char)sum;
        }
    }
    // 垂直方向模糊
    for (int y = 0; y < height; y++) {
        for (int x = 0; x < width; x++) {
            double sum = 0;
            for (int i = -size / 2; i <= size / 2; i++) {
                int yy = y + i;
                if (yy < 0) yy = 0;
                if (yy >= height) yy = height - 1;
                sum += kernel[i + size / 2] * temp[yy * width + x];
            }
            image[y * width + x] = (unsigned char)sum;
        }
    }
    free(kernel);
    free(temp);
}

int main() {
    // 读取图像
    FILE *fp = fopen("lena.raw", "rb");
    unsigned char *image = (unsigned char *)malloc(512 * 512 * sizeof(unsigned char));
    fread(image, sizeof(unsigned char), 512 * 512, fp);
    fclose(fp);
    // 高斯模糊
    gaussian_blur(image, 512, 512, 10);
    // 保存图像
    fp = fopen("lena_blur.raw", "wb");
    fwrite(image, sizeof(unsigned char), 512 * 512, fp);
    fclose(fp);
    free(image);
    return 0;
}

这段代码实现了基于C语言的高斯模糊，通过调用`gaussian_blur`函数可以对图像进行高斯模糊处理。其中，`sigma`参数表示高斯函数的标准差，`size`参数表示高斯模板的大小，`kernel`数组表示高斯模板，`temp`数组表示临时数组。在水平方向和垂直方向分别进行模糊处理，最终得到模糊后的图像。