二维小波变换的源代码

整理日：2015/4/6

源码来源： Visual C++小波变换技术与工程实践

void CWvltTrans::DWT_Once ( short** spOriginData,
                            short** spTransData0,
                            short** spTransData1,
                            int nHeight,
                            int nHeight_H,
                            int nWidth,
                            int nWidth_H,
                            int layer,
                            float fRadius)
{
    int Trans_W,    // 图像扫描线控制：横坐标
    int Trans_H,    // 图像扫描线控制：纵坐标
    int Trans_M,    // 图像矩阵的横坐标
    int Trans_N;    // 图像矩阵的纵坐标
    short Trans_Coeff0;   // 小波变换系数
    signed short Trans_Coeff1;

    fRadius=1.414;    // 变换滤波系数

    // 本模块完成变换系数的赋值采样
    // 行变换,第一次（layer=1时）时nHeight即为原始图像的高度值
    for(Trans_H=0; Trans_H<nHeight; Trans_H++) // 行坐标
    {
        if(layer == 1)
        {
            // layer=1时，nWidth_H为原始图像宽度值的一半
            for(Trans_N=0; Trans_N<nWidth_H; Trans_N++)
            {
                Trans_W=Trans_N<<1;// Trans_W=Trans_N*2;
                // 行采样
                if (fRadius==2)
                {
                    spTransData0[Trans_H][Trans_N] = (spOriginData[Trans_H][Trans_W]);
                        spTransData0[Trans_H][nWidth_H+Trans_N] = (spOriginData[Trans_H][Trans_W+1]);
                }
                else
                {
                    spTransData0[Trans_H][Trans_N] = (spOriginData[Trans_H][Trans_W]-128);
                    spTransData0[Trans_H][nWidth_H+Trans_N] = (spOriginData[Trans_H][Trans_W+1]-128);
                }
            }
        }

        // 若变换层数大于1,则仅采样低频的小波系数
        if(layer > 1){
            for(Trans_N=0; Trans_N<nWidth_H; Trans_N++)
            {
                Trans_W=Trans_N<<1;
                spTransData0[Trans_H][Trans_N] = spTransData1[Trans_H][Trans_W];
                spTransData0[Trans_H][nWidth_H+Trans_N] = spTransData1[Trans_H][Trans_W+1];
            }
        }
    }

    for(Trans_H=0; Trans_H<nHeight; Trans_H++)
    {
        for(Trans_N=0; Trans_N<nWidth_H-1; Trans_N++)
        {
            // 奇偶数值和的一半
            Trans_Coeff1 = ((spTransData0[Trans_H][Trans_N]+spTransData0[Trans_H][Trans_N+1])>>1);
            // 逻辑非操作后数值加1
            Trans_Coeff1=~Trans_Coeff1+1;
            // 系数预测
            spTransData0[Trans_H][nWidth_H+Trans_N] = spTransData0[Trans_H][nWidth_H+Trans_N]+Trans_Coeff1;
        }

        // 完成一个偶系数的边界处理
        Trans_Coeff1 = ((spTransData0[Trans_H][nWidth_H-1]+spTransData0[Trans_H][nWidth_H-2])>>1);
        Trans_Coeff1=~Trans_Coeff1+1;
        spTransData0[Trans_H][nWidth-1] = spTransData0[Trans_H][nWidth-1]+Trans_Coeff1;

        // 完成一个奇系数的边界处理
        Trans_Coeff0 = ((spTransData0[Trans_H][nWidth_H]+spTransData0[Trans_H][nWidth_H+1])>>2);
        spTransData0[Trans_H][0] = spTransData0[Trans_H][0]+Trans_Coeff0;

        // 提升，整数到整数的变换
        for(Trans_N=1; Trans_N<nWidth_H; Trans_N++)
        {
            Trans_Coeff0 = ((spTransData0[Trans_H][nWidth_H+Trans_N]+spTransData0[Trans_H][nWidth_H+Trans_N-1])>>2);
            spTransData0[Trans_H][Trans_N] = spTransData0[Trans_H][Trans_N]+Trans_Coeff0;
        }
    }   // 水平方向的变换结束

    // 竖直方向的变换开始，数据源为水平变换后的小波系数
    for(Trans_M=0; Trans_M<nHeight; Trans_M++)
    {
        for(Trans_N=0; Trans_N<nWidth_H; Trans_N++)
        {
            spTransData0[Trans_M][Trans_N]*=fRadius;
            spTransData0[Trans_M][Trans_N+nWidth_H]/=fRadius;
         }
    }

    // 行提升后的数据在spTransData0中，spTransData0中的数据自然奇偶有序
    for(Trans_N=0; Trans_N<nWidth_H; Trans_N++)
    {
        // 列变换
        for(Trans_M=0; Trans_M<nHeight_H; Trans_M++)
        {
            Trans_H =Trans_M<<1;

            // 频带LL部分
            spTransData1[Trans_M][Trans_N] = spTransData0[Trans_H][Trans_N];

            // 频带HL部分
            spTransData1[nHeight_H+Trans_M][Trans_N] = spTransData0[Trans_H+1][Trans_N];

            // 频带LH部分
            spTransData1[Trans_M][nWidth_H+Trans_N] = spTransData0[Trans_H][nWidth_H+Trans_N];

            // 频带HH部分
            spTransData1[nHeight_H+Trans_M][nWidth_H+Trans_N] = spTransData0[Trans_H+1][nWidth_H+Trans_N];
        }

        // 第一次提升奇数坐标系数
        for(Trans_M=0; Trans_M<nHeight_H-1; Trans_M++)
        {
            // 竖直方向的变换
            Trans_Coeff1 = ((spTransData1[Trans_M][Trans_N]+spTransData1[Trans_M+1][Trans_N])>>1);
            Trans_Coeff1=~Trans_Coeff1+1;
            spTransData1[nHeight_H+Trans_M][Trans_N] = spTransData1[nHeight_H+Trans_M][Trans_N]+Trans_Coeff1;
            Trans_Coeff1 = ((spTransData1[Trans_M][nWidth_H+Trans_N]+spTransData1[Trans_M+1][nWidth_H+Trans_N])>>1);
            Trans_Coeff1=~Trans_Coeff1+1;
            spTransData1[nHeight_H+Trans_M][nWidth_H+Trans_N] = spTransData1[nHeight_H+Trans_M][nWidth_H+Trans_N]+Trans_Coeff1;
        }

        Trans_Coeff1 = ((spTransData1[nHeight_H-1][Trans_N]+spTransData1[nHeight_H-2][Trans_N])>>1);
        Trans_Coeff1=~Trans_Coeff1+1;
        spTransData1[nHeight-1][Trans_N] = spTransData1[nHeight-1][Trans_N]+Trans_Coeff1;
        Trans_Coeff1 = ((spTransData1[nHeight_H-1][nWidth_H+Trans_N]+spTransData1[nHeight_H-2][nWidth_H+Trans_N])>>1);
        Trans_Coeff1=~Trans_Coeff1+1;

        // 边界处理
        spTransData1[nHeight-1][nWidth_H+Trans_N] = spTransData1[nHeight-1][nWidth_H+Trans_N]+Trans_Coeff1;
        Trans_Coeff0 = ((spTransData1[nHeight_H][Trans_N]+spTransData1[nHeight_H+1][Trans_N])>>2);
        spTransData1[0][Trans_N] = spTransData1[0][Trans_N]+Trans_Coeff0;
        Trans_Coeff0 = ((spTransData1[nHeight_H][nWidth_H+Trans_N]+spTransData1[nHeight_H+1][nWidth_H+Trans_N])>>2);

        // 边界处理
        spTransData1[0][nWidth_H+Trans_N] = spTransData1[0][nWidth_H+Trans_N]+Trans_Coeff0;

        // 第一次提升偶数坐标系数
        for(Trans_M=1; Trans_M<nHeight_H; Trans_M++)
        {
            Trans_Coeff0 = ((spTransData1[nHeight_H+Trans_M][Trans_N]+spTransData1[nHeight_H+Trans_M-1][Trans_N])>>2);
            spTransData1[Trans_M][Trans_N] = spTransData1[Trans_M][Trans_N]+Trans_Coeff0;
            Trans_Coeff0 = ((spTransData1[nHeight_H+Trans_M][nWidth_H+Trans_N]+spTransData1[nHeight_H+Trans_M-1][nWidth_H+Trans_N])>>2);
            spTransData1[Trans_M][nWidth_H+Trans_N] = spTransData1[Trans_M][nWidth_H+Trans_N]+Trans_Coeff0;
        }
    }

    // 存放小波系数，LL频带的系数进行幅值增强处理，其它高频频带的系数则削弱其幅值
    for(Trans_N=0; Trans_N<nWidth; Trans_N++)
    {
        for(Trans_M=0; Trans_M<nHeight_H; Trans_M++)
        {
            spTransData1[Trans_M][Trans_N]*=fRadius;
            spTransData1[Trans_M+nHeight_H][Trans_N]/=fRadius;
        }
    }
}                

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