國考資訊處理工作室(高考二級資訊處理/高考三級資訊處理/調查局三等/關務人員三等/地方特考三等)

四、現在有二維矩陣 float[ ][ ] map 存放著一張解析度 M×N 的 24Bits 彩色影像資料，以 Y, I, Q 顏色編碼，其資料存放方式是依像素（Pixel）循序存放，如下圖所示。

        請以 Java 或 C++ 撰寫一函式 int[ ][ ] YIQ2RGB(float[ ][ ] map) { .. }，對其傳入 map 矩陣後，可傳回一轉成 RGB (R, G, B 各範圍皆是0~255 整數) 的二維整數矩陣，排列方式如同 YIQ 矩陣。像素的 YIQ 轉 RGB 公式如下圖所示，轉換時小數部分四捨五入，但不可低於0或超過255。

    接著請再撰寫一函式 void Floodfill(int[ ][ ] m , int x, int y, int r1, int r2) { .. }，此函式以水流填充演算法 (flood fill)，由上題所得的二維 RGB 矩陣 m，以指定的 (X, Y) 座標為起點沿上下左右四個方向，持續的水流填充 (搜尋) 鄰近點中 (R, G, B) 值範圍符合 r1 ≤ R 且 R ≤ r2 條件的點。最後，將這些符合點的 (R, G, B) 值皆改為 (127, 127, 127)。如下圖所示，假設 (X, Y) 點本身符合條件，則向四個方向水流填充，假設 (X-1, Y) 點也符合條件，則繼續針對 (X-1, Y) 點的週邊水流填充。此題需用遞迴 (Recursion) 方式處理。（25分）

package a20221007;

public class test20221205 {

    public final static int M = 7;

    public final static int N = 14;

    public static int[ ][ ]YIQ2RGB(float[ ][ ]map) {

        int[ ][ ]RGB = new int[M][N];

        float Y = 0, I = 0, Q = 0;

        int R, G, B;

        int pos = 0; // RGB 陣列儲存的位置

        int cnt = 0; // 決定採用那一個 RGB 公式

        int x = 0;

        int y = 0;

        for (int i = 0; i < M; i++) {

            for (int j = 0; j < N; j++) {

                pos = (i-0)*N+(j-0);

                if (pos%3 == 0) {

                    Y = map[i][j];

                }

                else if (pos%3 == 1) {

                    I = map[i][j];

                }

                else if (pos%3 == 2) {

                    Q = map[i][j];

                    x = cnt/N; // 計算 RGB 陣列儲存的行位置

                    y = cnt%N; // 計算 RGB 陣列儲存的列位置

                    if (cnt%3 == 0) {

                        R = (int) (1*Y+0.956*I+0.619*Q);

                        RGB[x][y] = R;

                    }

                    else if (cnt%3 == 1) {

                        G = (int) (1*Y-0.272*I-0.647*Q);

                        RGB[x][y] = G;

                    }

                    else if (cnt%3 == 2) {

                        B = (int) (1*Y-1.106*I+1.703*Q);

                        RGB[x][y] = B;

                    }

                    cnt++;

                }

            }

        }

        return RGB;

    }

    static void Floodfill(int[ ][ ] m , int x, int y, int r1, int r2) {

        int pos = (y-0)*N+(x-0); // RGB 陣列儲存的位置

        /* 找出 R 的正確位置 */

        if (pos%3 == 0) {

        }

        else if ((pos-1)%3 == 0) {

            pos = pos-1;

        }

        else if ((pos+1)%3 == 0) {

            pos = pos+1;

        }

        int R = m[pos/N][pos%N]; // 取出 RGB 陣列的 R 值

        // System.out.printf("R = %d\n", R);

        if (R >= r1 && R <= r2) {

            m[y][x] = 127;

            if (y > 0 && m[y-1][x] != 127) { // 往上方遞迴

                Floodfill(m, x, y-1, r1, r2);

            }

            if (y < M-1 && m[y+1][x] != 127) { // 往下方遞迴

                Floodfill(m, x, y+1, r1, r2);

            }

            if (x > 0 && m[y][x-1] != 127) { // 往左方遞迴

                Floodfill(m, x-1, y, r1, r2);

            }

            if (x < N-1 && m[y][x+1] != 127) { // 往右方遞迴

                Floodfill(m, x+1, y, r1, r2);

            }

        }

    }

    public static void main(String[ ] args) {

        float[ ][ ]map = {

            {1, 10, 200, 15, 30, 10, 50, 60, 40, 100, 10, 5, 1, 2},

            {80, 70, 10, 3, 8, 99, 77, 12, 20, 47, 52, 55, 87, 22},

            {20, 72, 20, 23, 28, 29, 72, 22, 22, 47, 22, 25, 27, 222},

            {5, 15, 250, 55, 50, 15, 55, 65, 45, 150, 15, 55, 51, 52},

            {6, 63, 60, 62, 60, 156, 66, 61, 46, 156, 156, 65, 56, 6},

            {7, 73, 70, 72, 70, 157, 76, 71, 47, 157, 157, 75, 57, 7},

            {8, 83, 80, 82, 80, 158, 88, 81, 48, 158, 158, 85, 58, 8}

        };

        System.out.print("map矩陣資料\n");

        for (int i = 0; i < M; i++) {

            for (int j = 0; j < N; j++) {

                System.out.print(map[i][j]+" ");

            }

            System.out.println("");

        }

        System.out.println("");

        int[ ][ ]tmp = new int[M][N];

        tmp = YIQ2RGB(map);

        System.out.print("RGB資料\n");

        for (int i = 0; i < M; i++) {

            for (int j = 0; j < N; j++) {

                System.out.print(tmp[i][j]+" ");

            }

            System.out.println("");

        }

        System.out.println("");

        Floodfill(tmp, 1, 1, 0, 255);

        System.out.print("Floodfill資料\n");

        for (int i = 0; i < M; i++) {

            for (int j = 0; j < N; j++) {

                System.out.print(tmp[i][j]+" ");

            }

            System.out.println("");

        }

    }

}

(X,Y+1)

(X-1,Y)

(X,Y)

(X+1,Y)

(X,Y-1)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

0

1

R

0

10

G

1

200

B

2

15

R

3

30

G

4

10

B

5

50

R

6

60

G

7

40

B

8

100

R

9

10

G

10

5

B

11

1

R

12

2

G

13

1

80

B

14

70

R

15

10

G

16

3

B

17

8

R

18

99

G

19

77

B

20

12

R

21

20

G

22

47

B

23

52

R

24

55

G

25

87

B

26

22

R

27

2

20

G

28

72

B

29

20

R

30

23

G

31

28

B

32

29

R

33

72

G

34

22

B

35

22

R

36

47

G

37

22

B

38

25

R

39

27

G

40

222

B

41

3

5

R

42

15

G

43

250

B

44

55

R

45

50

G

46

15

B

47

55

R

48

65

G

49

45

B

50

150

R

51

15

G

52

55

B

53

51

R

54

52

G

55

4

6

B

56

63

R

57

60

G

58

62

B

59

60

R

60

156

G

61

66

B

62

61

R

63

46

G

64

156

B

65

156

R

66

65

G

67

56

B

68

6

R

69

5

7

G

70

73

B

71

70

R

72

72

G

73

70

B

74

157

R

75

76

G

76

71

B

77

47

R

78

157

G

79

157

B

82

75

R

81

57

G

82

7

B

83

6

8

R

84

83

G

85

80

B

86

82

R

87

80

G

88

158

B

89

88

R

90

81

G

91

48

B

92

158

R

93

158

G

94

85

B

95

58

R

96

8

G

97