// 文件DWT.cpp存放的是有关小波变换的函数
#include "stdafx.h"
#include "cdib.h"
#include "math.h"
#include "GlobalApi.h"
/*************************************************************************
*
* \函数名称：
* DWT_1D()
*
* \输入参数:
* double * pDbSrc - 指向源数据的指针
* int nMaxLevel - 最大可分解的层数
* int nDWTSteps - 需要分界的层数
* int nInv - 是否为DWT，1表示为IDWT，0表示DWT
* int nStep - 当前的计算层数
* int nSupp - 小波基的紧支集的长度
*
* \返回值:
* BOOL - 成功则返回TRUE，否则返回FALSE
*
* \说明:
* 该函数用对存放在pDBSrc中的数据进行一维DWT或者IDWT。其中，nInv为表示进行
* DWT或者IDWT的标志。nStep为当前已经分界的层数。计算后数据仍存放在pDbSrc中
*
*************************************************************************
*/
BOOL DWT_1D(double* pDbSrc, int nMaxLevel,
int nDWTSteps, int nInv, int nStep, int nSupp )
{
// 计算最小可分界的层数
int MinLevel = nMaxLevel-nDWTSteps;
// 判断是否为DWT
if (!nInv)
{ // DWT
int n = nMaxLevel;
while (n>MinLevel)
// 调用DWTStep_1D进行第n层的DWT
if (!DWTStep_1D(pDbSrc, n--, nInv, nStep, nSupp))
return FALSE;
}
// nInv为1则进行IDWT
else
{ // IDWT
int n = MinLevel;
while (n // 调用DWTStep_1D进行第n层的IDWT
if (!DWTStep_1D(pDbSrc, n++, nInv, nStep, nSupp))
return FALSE;
}
return TRUE;
}
/*************************************************************************
*
* \函数名称：
* DWTStep_1D()
*
* \输入参数:
* double * pDbSrc - 指向源数据的指针
* int nCurLevel - 当前分界的层数
* int nInv - 是否为DWT，1表示为IDWT，0表示DWT
* int nStep - 当前的计算层数
* int nSupp - 小波基的紧支集的长度
*
* \返回值:
* BOOL - 成功则返回TRUE，否则返回FALSE
*
* \说明:
* 该函数用对存放在pDBSrc中的数据进行一层的一维DWT或者IDWT。其中，nInv为表示进行
* DWT或者IDWT的标志。nCurLevel为当前需要进行分界的层数。nStep为已经分界的层数
* 计算后数据仍存放在pDbSrc中
*
*************************************************************************
*/
BOOL DWTStep_1D(double* pDbSrc, int nCurLevel,
int nInv, int nStep,int nSupp)
{
double s = sqrt(2);
// 获得小波基的指针
double* h = (double*)hCoef[nSupp-1];
// 确认当前层数有效
ASSERT(nCurLevel>=0);
// 计算当前层数的长度
int CurN = 1 if (nInv) CurN
// 确认所选择的小波基和当前层数的长度有效
if (nSupp10 || CurN return FALSE;
// 分配临时内存用于存放结果
double *ptemp = new double[CurN];
if (!ptemp) return FALSE;
double s1, s2;
int Index1, Index2;
// 判断是进行DWT还是IDWT
if (!nInv)
{ // DWT
Index1=0;
Index2=2*nSupp-1;
// 进行卷积，其中s1为低频部分，s2为高频部分的结果
for (int i=0; i {
s1 = s2 = 0;
double t = -1;
for (int j=0; j {
s1 += h[j]*pDbSrc[(Index1 & CurN-1) * nStep];
s2 += t*h[j]*pDbSrc[(Index2 & CurN-1) * nStep];
Index1++;
Index2--;
}
// 将结果存放在临时内存中
ptemp[i] = s1/s;
ptemp[i+CurN/2] = s2/s;
Index1 -= 2*nSupp;
Index2 += 2*nSupp;
Index1 += 2;
Index2 += 2;
}
}
// 否则进行IDWT
else
{ // IDWT
Index1 = CurN/2;
Index2 = CurN/2-nSupp+1;
// 进行卷积，其中其中s1为低频部分，s2为高频部分的结果
for (int i=0; i {
s1 = s2 = 0;
int Index3 = 0;
for (int j=0; j {
s1 += h[Index3]*pDbSrc[(Index1 & CurN/2-1) * nStep]
+h[Index3+1]*pDbSrc[((Index2 & CurN/2-1) + CurN/2) * nStep];
s2 += h[Index3+1]*pDbSrc[(Index1 & CurN/2-1) * nStep]
-h[Index3]*pDbSrc[((Index2 & CurN/2-1) + CurN/2) * nStep];
Index3+=2;
Index1--, Index2++;
}
// 将结果存入临时内存
ptemp[2*i] = s1*s;
ptemp[2*i+1] = s2*s;
Index1 += nSupp;
Index2 -= nSupp;
Index1++;
Index2++;
}
}
// 将结果存入源图象中
for (int i=0; i pDbSrc[i*nStep] = ptemp[i];
// 释放临时内存，并返回
delete[] ptemp;
return TRUE;
}
/*************************************************************************
*
* \函数名称：
* DWT_2D()
*
* \输入参数:
* double * pDbSrc - 指向源数据的指针
* int nMaxWLevel - X方向最大可分解的层数
* int nMaxHLevel - Y方向最大可分解的层数
* int nDWTSteps - 需要分界的层数
* int nInv - 是否为DWT，1表示为IDWT，0表示DWT
* int nStep - 当前的计算层数
* int nSupp - 小波基的紧支集的长度
*
* \返回值:
* BOOL - 成功则返回TRUE，否则返回FALSE
*
* \说明:
* 该函数用对存放在pDBSrc中的二维数据进行二维DWT或者IDWT。其中，nDWTSteps表示
* 需要分解的层数，nInv为表示进行DWT或者IDWT的标志。nStep为当前已经分界的层数
* 计算后数据仍存放在pDbSrc中
*
*************************************************************************
*/
BOOL DWT_2D(double* pDbSrc, int nMaxWLevel, int nMaxHLevel,
int nDWTSteps, int nInv, int nStep, int nSupp)
{
// 计算X，Y方向上最小的分界层数
int MinWLevel = nMaxWLevel - nDWTSteps;
int MinHLevel = nMaxHLevel - nDWTSteps;
// 判断是进行DWT，还是IDWT
if (!nInv)
{ // DWT
int n = nMaxWLevel, m = nMaxHLevel;
// 调用DWTStep_2D进行分解，分解的层数为nDWTSteps
while (n>MinWLevel)
if (!DWTStep_2D(pDbSrc, n--, m--, nMaxWLevel, nMaxHLevel, nInv, nStep, nSupp))
return FALSE;
}
// 否则进行IDWT
else
{ // IDWT
int n = MinWLevel, m = MinHLevel;
// 调用DWTStep_2D进行IDWT，进行恢复的层数为nDWTSteps
while (n if (!DWTStep_2D(pDbSrc, n++, m++, nMaxWLevel, nMaxHLevel, nInv, nStep, nSupp))
return FALSE;
}
// 返回
return TRUE;
}
/*************************************************************************
*
* \函数名称：
* DWTStep_2D()
*
* \输入参数:
* double * pDbSrc - 指向源数据的指针
* int nCurWLevel - X方向上当前分解的层数
* int nCurHLevel - Y方向上当前分解的层数
* int nMaxWLevel - X方向上最大可分解的层数
* int nMaxHLevel - Y方向上最大可分解的层数
* int nInv - 是否为DWT，1表示为IDWT，0表示DWT
* int nStep - 当前的计算层数
* int nSupp - 小波基的紧支集的长度
*
* \返回值:
* BOOL - 成功则返回TRUE，否则返回FALSE
*
* \说明:
* 该函数用对存放在pDBSrc中的数据进行一层的二维DWT或者IDWT。
* 计算后数据仍存放在pDbSrc中
*
*************************************************************************
*/
BOOL DWTStep_2D(double* pDbSrc, int nCurWLevel, int nCurHLevel,
int nMaxWLevel, int nMaxHLevel, int nInv, int nStep, int nSupp)
{
// 计算图象的长度和宽度（2次幂对齐）
int W = 1
// 计算当前分解的图象的长度和宽度
int CurW = 1
// 判断是进行DWT还是IDWT
if (!nInv)
{ // 对行进行一维DWT
for (int i=0; i if (!DWTStep_1D(pDbSrc+(int)i*W*nStep, nCurWLevel, nInv, nStep, nSupp)) return FALSE;
// 对列进行一维DWT
for (i=0; i if (!DWTStep_1D(pDbSrc+i*nStep, nCurHLevel, nInv, W*nStep, nSupp)) return FALSE;
}
// 否则进行IDWT
else
{
// 计算当前变换的图象的长度和宽度
CurW CurH
// 对列进行IDWT
for (int i=0; i if (!DWTStep_1D(pDbSrc+i*nStep, nCurHLevel, nInv, W*nStep, nSupp)) return FALSE;
// 对行进行IDWT
for (i=0; i if (!DWTStep_1D(pDbSrc+(int)i*W*nStep, nCurWLevel, nInv, nStep, nSupp)) return FALSE;
}
// 返回
return TRUE;
}
/*************************************************************************
*
* \函数名称：
* ImageDWT()
*
* \输入参数:
* CDib* pDibSrc - 指向源数据的指针
* int nMaxWLevel - X方向上最大可分解的层数
* int nMaxHLevel - Y方向上最大可分解的层数
* int nDWTSteps - 需要进行变换的层数
* int nInv - 是否为DWT，1表示为IDWT，0表示DWT
* int nStep - 当前的计算层数
* int nSupp - 小波基的紧支集的长度
*
* \返回值:
* BOOL - 成功则返回TRUE，否则返回FALSE
*
* \说明:
* 该函数用对存放在pDBSrc中的数据进行一层的二维DWT或者IDWT。
* 计算后数据仍存放在pDbSrc中
*
*************************************************************************
*/
BOOL ImageDWT(LPBYTE lpImage, int nMaxWLevel, int nMaxHLevel,
int nDWTSteps, int nInv, int nStep, int nSupp)
{
// 判断变换的层数以及当前层数是否有效
if (nDWTSteps>nMaxWLevel || nDWTSteps>nMaxHLevel || nStep return FALSE;
// 获得X，Y方向上的最大象素数（2次幂对齐）
int W = 1
// 获得X，Y方向上变换时最小的象素数
int minW = W>>nDWTSteps, minH = H>>nDWTSteps;
int i, j, index;
// 分配临时内存存放结果
double* pDbTemp = new double[W*H];
if (!pDbTemp) return FALSE;
// 判断是进行DWT还是IDWT，然后将数据存放到临时内存中，需要注意的是，需要进行采样
if (!nInv) // DWT
for (index=0; index else // IDWT
{
index = 0;
for (i=0; i {
for (j=0; j pDbTemp[index] = lpImage[index*nStep];
for (; j pDbTemp[index] = (char)lpImage[index*nStep];
}
for (; index pDbTemp[index] = (char)lpImage[index*nStep];
}
// 调用DWT_2D进行小波变换
if(!DWT_2D(pDbTemp, nMaxWLevel, nMaxHLevel, nDWTSteps, nInv, nStep, nSupp))
{
delete []pDbTemp;
return FALSE;
}
// 将数据存入原始的内存中，需要注意的是，存储时需要进行类型转换
if (!nInv) // DWT
{
index = 0;
for (i=0; i {
for (j=0; j lpImage[index*nStep] = FloatToByte(pDbTemp[index]);
for (; j lpImage[index*nStep] = (BYTE)FloatToChar(pDbTemp[index]);
// lpImage[index*nStep] = (BYTE)FloatToByte(pDbTemp[index]);
}
for (; index lpImage[index*nStep] = (BYTE)FloatToChar(pDbTemp[index]);
//lpImage[index*nStep] = (BYTE)FloatToByte(pDbTemp[index]);
}
else // IDWT
for (index=0; index lpImage[index*nStep] = FloatToByte(pDbTemp[index]);
// 释放内存
delete []pDbTemp;
// 返回
return TRUE;
}
/*************************************************************************
*
* \函数名称：
* FloatToByte()
*
* \输入参数:
* double f - 输入双精度变量
*
* \返回值:
* BYTE - 返回比特型变量
*
* \说明:
* 该函数将输入的双精度变量转换为BYTE型的变量
*
*************************************************************************
*/
BYTE FloatToByte(double f)
{
if (f else if (f>=255) return (BYTE)255;
else return (BYTE)(f+0.5);
}
/*************************************************************************
*
* \函数名称：
* FloatToChar()
*
* \输入参数:
* double f - 输入双精度变量
*
* \返回值:
* Char - 返回字符变量
*
* \说明:
* 该函数将输入的双精度变量转换为Char型的变量
*
*************************************************************************
*/
char FloatToChar(double f)
{
if (f>=0)
if (f>=127.0)
return (char)127;
else return (char)(f+0.5);
else
if (f return (char)-128;
else return -(char)(-f+0.5);
}
/*************************************************************************
*
* \函数名称：
* Log2()
*
* \输入参数:
* int n - 输入整型变量
*
* \返回值:
* int - 返回输入参数的对数
*
* \说明:
* 该函数求取输入参数的以2为底的对数，并转换为整型输出。
*
*************************************************************************
*/
int Log2(int n)
{
int rsl = 0;
while (n >>= 1) rsl++;
return rsl;
}
