Я пытаюсь реализовать одно из базовых 2D вейвлет-преобразований с помощью преобразования Хаара.
Я применил это к проблеме шумоподавления изображения.
Мой восстановленный результат имеет несколько черных блоков и некоторые белые блоки.
Я думаю, что застрял со стороны мягкого порога без нормализации.
Вот мой код:
#include "StdAfx.h"#include "WaveletDenoising.h"#include <cmath>WaveletDenoising::WaveletDenoising(void)
{
}
WaveletDenoising::~WaveletDenoising(void)
{
}
/* Forward Haar wavelet transform: */
void WaveletDenoising::ForwardHaar1D(double* data, int length)
{
const float inv_sqrt2 = 1/sqrt((double)2.0);
float norm = 1.0f/sqrt((double)length);
for(int i=0; i < length; i++) {
data[i] *= norm;
}
float *tmp = new float[length];
while(length > 1) {
length /= 2;
for(int i=0; i < length; i++) {
tmp[i] = (data[2*i] + data[2*i+1]) * inv_sqrt2;
tmp[length + i] = (data[2*i] - data[2*i+1]) * inv_sqrt2;
}
memcpy(data, tmp, length*2*sizeof(float));
}
delete [] tmp;
}
/* Transpose matrix: */
void WaveletDenoising::Transpose(double *data, int width, int height)
{
double *B = new double[width*height];
for(int y=0; y < height; y++) {
for(int x=0; x < width; x++) {
B[x*height + y] = data[y*width + x];
}
}
memcpy(data, B, sizeof(double)*width*height);
delete [] B;
}
/* Forward 2d Haar wavelet transform: */
void WaveletDenoising::ForwardHaar2D(double* data, int width, int height)
{
for(int i=0; i < height; i++)
ForwardHaar1D(&data[i*width], width);
Transpose(data, width, height);
for(int i=0; i < width; i++)
ForwardHaar1D(&data[i*height], height);
Transpose(data, height, width);
}
/* Inverse 1d Haar transform */
void WaveletDenoising::InverseHaar1D(double* data, int length)
{
const float inv_sqrt2 = 1/sqrt((double)2.0);
float inv_norm = sqrt((double)length);
float *tmp = new float[length];
int k = 1;
while(k < length) {
for(int i=0; i < k; i++) {
tmp[2*i] = (data[i] + data[k+i]) * inv_sqrt2;
tmp[2*i+1] = (data[i] - data[k+i]) * inv_sqrt2;
}
memcpy(data, tmp, sizeof(double)*(k*2));
k *= 2;
}
for(int i=0; i < length; i++) {
data[i] *= inv_norm;
}
delete [] tmp;
}
/* Inverse 2d Haar wavelet transform */
void WaveletDenoising::InverseHaar2D(double* data, int width, int height)
{
for(int i=0; i < width; i++) {
InverseHaar1D(&data[i*height], height);
}
Transpose(data, height, width);
for(int i=0; i < height; i++) {
InverseHaar1D(&data[i*width], width);
}
Transpose(data, width, height);
}
/* Image denoising by soft-thresholding */
void WaveletDenoising::WaveletThresholdDenoising(int width, int height, double* src, double* des, double threshold)
{
int i, j, x, y;
this->ForwardHaar2D(src, width, height);
double mi = src[0*width+0]; /* find min value */
double ma = src[0*width+0]; /* find max value */
for (y=0; y<height; y++)
{
for (x=0; x<width; x++)
{
if (mi > src[y*width+x])
mi = src[y*width+x];
if (ma < src[y*width+x])
ma = src[y*width+x];
}
}
/* soft-thresholding */
for (y=0; y<height; y++)
{
for (x=0; x<width; x++)
{
if (src[y*width+x] < threshold)
src[y*width+x] = 0;
else if (src[y*width+x] > threshold)
src[y*width+x] = src[y*width+x] - threshold;
else if (src[y*width+x] < -threshold)
src[y*width+x] = src[y*width+x] + threshold;}
}
this->InverseHaar2D(src, width, height);
for (y=0; y<height; y++)
{
for (x=0; x<width; x++)
{
// for normalized:
src[y*width+x] = ((src[y*width+x] - mi) / (ma - mi))*255;
double temp = src[y*width+x];
if (temp < 0) temp = 0;
else if (temp >255) temp = 255;
else temp = temp;
des[y*width+x] = (BYTE) src[y*width+x];
}
}
}
Как я могу это сделать ?
Потратив несколько часов на этот код, я, наконец, обнаружил проблему с моим кодом. Во-первых, я должен был изменить double
тип вместо float
из temp
переменная в InverseHaar1D
функция. Во-вторых, отрегулируйте threshold
значение в вызывающей функции в зависимости от уровня шума. В-третьих, избавьтесь от некоторых линий избыточности в качестве следующей понятной функции. Вы можете увидеть результат по этой ссылке: https://www.mediafire.com/?v80rslisl7fff6n
/* Image denoising by soft-thresholding */
void WaveletDenoising::WaveletThresholdDenoising(int width, int height, double* src, double* des, double threshold)
{
int x, y;
/* Forward 2d Haar transform */
this->ForwardHaar2D(src, width, height);
/* soft-thresholding */
for(y=0; y < height; y++)
{
for(x=0; x < width; x++)
{
if (src[y*width+x] > threshold)
src[y*width+x] = src[y*width+x] - threshold;
else if (src[y*width+x] < -threshold)
src[y*width+x] = src[y*width+x] + threshold;
else
src[y*width+x] = 0;
}
}
/* Inverse 2D Haar transform */
this->InverseHaar2D(src, width, height);
for (y=0; y<height; y++)
{
for (x=0; x<width; x++)
{
double temp = src[y*width+x];
if (temp < 0) temp = 0;
else if (temp >255) temp = 255;
else
des[y*width+x] = (BYTE) temp;
}
}
}
Других решений пока нет …