用C语言实现一个高效的单通道图像进行双线性插值法任意角度旋转的程序

下面是一个用C语言实现的高效的单通道图像进行双线性插值法任意角度旋转的程序示例：

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

#define PI 3.14159265

typedef struct {
    unsigned char *pixels;
    int width;
    int height;
} Image;

double getPixelValue(Image *image, int x, int y) {
    if (x < 0 || x >= image->width || y < 0 || y >= image->height) {
        return 0.0; // handle out of bounds pixels
    }
    
    return (double)image->pixels[y * image->width + x];
}

void setPixelValue(Image *image, int x, int y, double value) {
    if (x >= 0 && x < image->width && y >= 0 && y < image->height) {
        image->pixels[y * image->width + x] = (unsigned char)value;
    }
}

void rotateImage(Image *input, Image *output, double angle) {
    double radians = angle * PI / 180.0;
    double cosTheta = cos(radians);
    double sinTheta = sin(radians);
    
    double centerX = (double)input->width / 2.0;
    double centerY = (double)input->height / 2.0;
    
    for (int y = 0; y < output->height; y++) {
        for (int x = 0; x < output->width; x++) {
            double srcX = cosTheta * (x - centerX) + sinTheta * (y - centerY) + centerX;
            double srcY = -sinTheta * (x - centerX) + cosTheta * (y - centerY) + centerY;
            
            int x1 = (int)floor(srcX);
            int x2 = x1 + 1;
            int y1 = (int)floor(srcY);
            int y2 = y1 + 1;
            
            double dx = srcX - x1;
            double dy = srcY - y1;
            
            double pixelValue = (1.0 - dx) * (1.0 - dy) * getPixelValue(input, x1, y1)
                                + dx * (1.0 - dy) * getPixelValue(input, x2, y1)
                                + (1.0 - dx) * dy * getPixelValue(input, x1, y2)
                                + dx * dy * getPixelValue(input, x2, y2);
            
            setPixelValue(output, x, y, pixelValue);
        }
    }
}

int main() {
    Image input, output;
    
    // Load input image from file or create one programmatically
    
    // Setup input image properties: width, height, pixels
    
    // Allocate memory for output image
    output.width = input.width;
    output.height = input.height;
    output.pixels = (unsigned char*)malloc(output.width * output.height * sizeof(unsigned char));
    
    double angle = 45.0; // example rotation angle
    
    rotateImage(&input, &output, angle);
    
    // Save output image to file or display it
    
    // Free memory
    
    return 0;
}

这个程序与之前的示例程序类似，但在计算像素值时使用了双线性插值法。`getPixelValue` 函数用于获取源图像中指定坐标处的像素值，`setPixelValue` 函数用于设置输出图像中指定坐标处的像素值。

在 `rotateImage` 函数中，我们首先将旋转角度转换为弧度，并计算出旋转中心点的坐标。然后，遍历输出图像的每个像素，根据旋转公式计算出对应的源图像坐标。接着，根据源图像坐标周围四个像素的值和插值权重，计算出输出图像中每个像素的值。

同样地，请注意这只是一个简单的示例程序，并未包含完整的图像处理库或文件加载/保存代码。你需要根据实际情况进行修改和完善。希望对你有所帮助！如果你有其他问题，请随时提问。