使用Directional Lifting Wavelet Transform处理RGB图像的python代码及其逆变换

时间: 2023-12-10 17:38:09 浏览: 28
以下是使用Directional Lifting Wavelet Transform处理RGB图像的Python代码及其逆变换: ```python import numpy as np from scipy import signal def forward_transform_2d(image): """ Performs a 2D directional lifting wavelet transform on an image. Parameters: image (ndarray): Input image to transform. Returns: (ll, lh, hl, hh) (tuple of ndarrays): Tuple of subbands obtained from the transform. """ # Define filters h0 = np.array([1, 2, 1])/4 g0 = np.array([-1, 2, -1])/4 h1 = np.array([1, -2, 1])/4 g1 = np.array([1, 2, 1])/4 # Split into RGB channels r = image[:,:,0] g = image[:,:,1] b = image[:,:,2] # Apply filters to each channel llr = signal.convolve2d(r, h0[np.newaxis, :], mode='same', boundary='symm') lhr = signal.convolve2d(r, g0[np.newaxis, :], mode='same', boundary='symm') hlr = signal.convolve2d(r, h1[np.newaxis, :], mode='same', boundary='symm') hhr = signal.convolve2d(r, g1[np.newaxis, :], mode='same', boundary='symm') llg = signal.convolve2d(g, h0[np.newaxis, :], mode='same', boundary='symm') lhg = signal.convolve2d(g, g0[np.newaxis, :], mode='same', boundary='symm') hlg = signal.convolve2d(g, h1[np.newaxis, :], mode='same', boundary='symm') hhg = signal.convolve2d(g, g1[np.newaxis, :], mode='same', boundary='symm') llb = signal.convolve2d(b, h0[np.newaxis, :], mode='same', boundary='symm') lhb = signal.convolve2d(b, g0[np.newaxis, :], mode='same', boundary='symm') hlb = signal.convolve2d(b, h1[np.newaxis, :], mode='same', boundary='symm') hhb = signal.convolve2d(b, g1[np.newaxis, :], mode='same', boundary='symm') # Combine subbands into tuples ll = (llr, llg, llb) lh = (lhr, lhg, lhb) hl = (hlr, hlg, hlb) hh = (hhr, hhg, hhb) return ll, lh, hl, hh def inverse_transform_2d(ll, lh, hl, hh): """ Performs a 2D directional lifting wavelet inverse transform on subbands. Parameters: ll (ndarray): Low-low subband of the transform. lh (ndarray): Low-high subband of the transform. hl (ndarray): High-low subband of the transform. hh (ndarray): High-high subband of the transform. Returns: output (ndarray): Reconstructed image obtained from the inverse transform. """ # Define filters h0 = np.array([1, 2, 1])/4 g0 = np.array([-1, 2, -1])/4 h1 = np.array([1, -2, 1])/4 g1 = np.array([1, 2, 1])/4 # Combine RGB subbands r = ll[0] + lh[0] + hl[0] + hh[0] g = ll[1] + lh[1] + hl[1] + hh[1] b = ll[2] + lh[2] + hl[2] + hh[2] # Define inverse filters h0_inv = -g0 g0_inv = h0 h1_inv = -g1 g1_inv = h1 # Perform inverse transform on each channel for i in range(3): # Upsample r_up = signal.upfirdn(h0_inv, r[:,i], 2, axis=0) lhr_up = signal.upfirdn(g0_inv, lh[i][:,1:], 2, axis=0) # Omit boundary samples hlr_up = signal.upfirdn(h1_inv, hl[i][:,1:], 2, axis=0) # Omit boundary samples hhr_up = signal.upfirdn(g1_inv, hh[i][:,1:], 2, axis=0) # Omit boundary samples # Add r_up = r_up + lhr_up + hlr_up + hhr_up # Reapply original filters r_up = signal.convolve2d(r_up, h0[np.newaxis, :], mode='same', boundary='symm') g_up = signal.convolve2d(r_up, g0[np.newaxis, :], mode='same', boundary='symm') h_up = signal.convolve2d(r_up, h1[np.newaxis, :], mode='same', boundary='symm') hh_up = signal.convolve2d(r_up, g1[np.newaxis, :], mode='same', boundary='symm') # Combine subbands output = np.stack((r_up, g_up, h_up), axis=2) return output ``` 注意:这里使用的是symmetric边界处理方式。这个函数只能处理size为2^n * 2^n的输入图像。

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