#include<iostream>
#include<cmath>
using namespace std;
int main()
{
 int i,j,n,m,w,a[100][100],x[100][100],max[100][100][20],b[100][100],k,p,u;
 cout<<"输入矩阵行列数:";
 cin>>n>>m;
 cout<<"输入原图像的亮度矩阵"<<endl;
 for(i=1;i<=n;i++)
 {
  for(j=1;j<=m;j++)
  {
   cin>>a[i][j];
  }
 }
 do
 {
  cout<<"选择1:罗伯特梯度锐化   2:索伯尔梯度锐化   3:均值平滑   4:拉普拉斯锐化   5:中值滤波   6:结束"<<endl;
     cin>>w;
     if(w==1)
  {
   for(i=1;i<n;i++)
   {
    for(j=1;j<m;j++)
    {
     x[i][j]=abs(a[i][j]-a[i+1][j+1])+abs(a[i+1][j]-a[i][j+1]);
    }
   }
   for(j=1;j<m;j++)
   {
    x[n][j]=2*abs(a[n][j]-a[n][j+1]);
   }
   for(i=1;i<n;i++)
   {
    x[i][m]=2*abs(a[i][m]-a[i+1][m]);
   }
   x[n][m]=0;
   for(i=1;i<=n;i++)
   {
    for(j=1;j<=m;j++)
    {
     cout<<"  "<<x[i][j];
    }
    cout<<endl;
   }
  }
  if(w==2)
  {
   for(i=2;i<n;i++)
   {
    for(j=2;j<m;j++)
    {
     x[i][j]=abs(a[i-1][j-1]+2*a[i-1][j]+a[i-1][j+1]-a[i+1][j-1]-2*a[i+1][j]-a[i+1][j+1])+abs(a[i-1][j+1]+2*a[i][j+1]+a[i+1][j+1]-a[i-1][j-1]-2*a[i][j-1]-a[i+1][j-1]);
    }
   }
   x[1][1]=abs(3*a[1][1]-3*a[2][1]+a[1][2]-a[2][2])+abs(3*a[1][2]-3*a[1][1]+a[2][2]-a[2][1]);
      x[1][m]=abs(a[1][m-1]+3*a[1][m]-a[2][m-1]-3*a[2][m])+abs(3*a[1][m]+a[2][m]-a[1][m-1]-3*a[2][m-1]);
      x[n][1]=abs(3*a[n-1][1]+a[n-1][2]-3*a[n][1]-a[n][2])+abs(a[n-1][2]+3*a[n][2]-a[n-1][1]-3*a[n][1]);
      x[n][m]=abs(a[n-1][m-1]+3*a[n-1][m]-a[n][m-1]-3*a[n][m])+abs(a[n-1][m]+3*a[n][m]-a[n-1][m-1]-3*a[n][m-1]);
   for(j=2;j<m;j++)
   {
    x[1][j]=abs(a[1][j-1]+2*a[1][j]+a[1][j+1]-a[2][j-1]-2*a[2][j]-a[2][j+1])+abs(3*a[1][j+1]+a[2][j+1]-3*a[1][j-1]-a[2][j-1]);
       x[n][j]=abs(a[n-1][j-1]+2*a[n-1][j]+a[n-1][j+1]-a[n][j-1]-2*a[n][j]-a[n][j+1])+abs(a[n-1][j+1]+3*a[n][j+1]-a[n-1][j-1]-3*a[n][j-1]);
   }
   for(i=2;i<n;i++)
   {
    x[i][1]=abs(3*a[i-1][m-1]+a[i-1][2]-3*a[i+1][1]-a[i+1][2])+abs(a[i-1][2]+2*a[i][2]+a[i+1][2]-a[i-1][1]-2*a[i][1]-a[i+1][1]);
       x[i][m]=abs(a[i-1][m-1]+3*a[i-1][m]-a[i+1][m-1]-3*a[i+1][m])+abs(a[i-1][m]+2*a[i][m]+a[i+1][m]-a[i-1][m-1]-2*a[i][m-1]-a[i+1][m-1]);
   } 
   for(i=1;i<=n;i++)
   {
    for(j=1;j<=m;j++)
    {
     cout<<"  "<<x[i][j];
    }
    cout<<endl;
   }
  }
  if(w==3)
  {
   for(i=2;i<n;i++)
   {
    for(j=2;j<m;j++)
    {
     x[i][j]=(a[i-1][j-1]+a[i-1][j]+a[i-1][j+1]+a[i][j-1]+a[i][j]+a[i][j+1]+a[i+1][j-1]+a[i+1][j-1]+a[i+1][j]+a[i+1][j+1])/9;
    }
   }
   x[1][1]=(4*a[1][1]+2*a[1][2]+2*a[2][1]+a[2][2])/9;
      x[1][m]=(4*a[1][m]+2*a[1][m-1]+2*a[2][m]+a[2][m-1])/9;
      x[n][1]=(4*a[n][1]+2*a[n][2]+2*a[n-1][1]+a[n-1][2])/9;
      x[n][m]=(4*a[n][m]+2*a[n-1][m]+2*a[n][m-1]+a[n-1][m-1])/9;
   for(j=2;j<m;j++)
   {
    x[1][j]=(2*a[1][j-1]+2*a[1][j]+2*a[1][j+1]+a[2][j-1]+a[2][j]+a[2][j+1])/9;
       x[n][j]=(2*a[n][j-1]+2*a[n][j]+2*a[n][j+1]+a[n-1][j-1]+a[n-1][j]+a[n-1][j+1])/9;
   }
   for(i=2;i<n;i++)
   {
    x[i][1]=(2*a[i-1][1]+2*a[i][1]+2*a[i+1][1]+a[i-1][2]+a[i][2]+a[i+1][2])/9;
       x[i][m]=(2*a[i-1][m]+2*a[i][m]+2*a[i+1][m]+a[i-1][m-1]+a[i][m-1]+a[i+1][m-1])/9;
   }
   for(i=1;i<=n;i++)
   {
    for(j=1;j<=m;j++)
    {
     cout<<"  "<<x[i][j];
    }
    cout<<endl;
   }
  }
  if(w==4)
  {
   for(i=2;i<n;i++)
   {
    for(j=2;j<m;j++)
    {
     x[i][j]=a[i][j-1]+a[i][j+1]+a[i-1][j]+a[i+1][j]-4*a[i][j];
    }
   }
   x[1][1]=a[1][2]+a[2][1]-2*a[1][1];
         x[1][m]=a[1][m-1]+a[2][m]-2*a[1][m];
         x[n][1]=a[n-1][1]+a[n][2]-2*a[n][1];
         x[n][m]=a[n-1][m]+a[n][m-1]-2*a[n][m];
   for(j=2;j<m;j++)
   {
    x[1][j]=a[1][j-1]+a[1][j+1]+a[2][j]-3*a[1][j];
          x[n][j]=a[n][j-1]+a[n][j+1]+a[n-1][j]-3*a[n][j];
          x[j][1]=a[j-1][1]+a[j+1][1]+a[j][2]-3*a[j][1];
          x[j][m]=a[j-1][m]+a[j+1][m]+a[j][m-1]-3*a[j][m];
   }
   cout<<"上述数据后经过锐化后得到的数据为以下矩阵:"<<endl<<endl;
         for(i=1;i<=n;i++)
   {
    for(j=1;j<=m;j++)
    {
     if(abs(x[i][j]<10))
     {
      cout<<"   "<<abs(x[i][j]);
     }
     else if(abs(x[i][j]<100))
     {
      cout<<"  "<<abs(x[i][j]);
     }
     else if(abs(x[i][j]<1000))
     {
      cout<<" "<<abs(x[i][j]);
     }
    }
    cout<<endl;
   }
  }
  if(w==5)
  {
   for(k=1;k<=n;k++)
   {
    a[k][0]=a[k][1];
    a[k][m+1]=a[k][m];
   }
   for(k=1;k<=m;k++)
   {
    a[0][k]=a[1][k];
    a[n+1][k]=a[n][k];
   }
   a[0][0]=a[1][1];
   a[0][m+1]=a[1][m];
   a[n+1][0]=a[n][1];
   a[n+1][m+1]=a[n][m];
   for(i=0;i<=n-1;i++)
   {
    for(j=0;j<=m-1;j++)
    {
     for(k=1;k<=5;k++)
     {
      max[i+1][j+1][k]=0;
      for(p=i;p<=i+2;p++)
      {
       for(u=j;u<=j+2;u++)
       {
        max[i+1][j+1][k]=(a[p][u]>=max[i+1][j+1][k])?a[p][u]:max[i+1][j+1][k];
       }
      }
      if(k<=4)
      {
       for(p=i;p<=i+2;p++)
       {
        for(u=j;u<=j+2;u++)
        {
         if(max[i+1][j+1][k]==a[p][u])
         {
          b[p][u]=a[p][u];
          a[p][u]=0;
          break;
         }
        }
        if(a[p][u]==0)
        {
         break;
        }
       }
      }
      if(k==5)
      {
       x[i+1][j+1]=max[i+1][j+1][k];
      }
     }
     for(k=1;k<=5;k++)
     {
      for(p=i;p<=i+2;p++)
      {
       for(u=j;u<=j+2;u++)
       {
        if(max[i+1][j+1][k]==b[p][u])
        {
         a[p][u]=max[i+1][j+1][k];                             //数据的恢复
        }
       }
      }
     }
    }
   }
   cout<<"中值滤波后的新图像亮度矩阵为:"<<endl;
   for(i=1;i<=n;i++)
   {
    for(j=1;j<=m;j++)
    {
     cout<<"  "<<x[i][j];
    }
    cout<<endl;
   }
  }
 }
 while(w!=6);
 return 0;
}