写一个本地差分隐私中的HIO算法代码

时间: 2023-06-10 16:07:08 浏览: 79
本地差分隐私中的HIO算法可以用于图像恢复任务,以下是一个简单的Python实现代码: ```python import numpy as np from numpy.fft import fft2, ifft2 def hio(image, mask, beta=0.9, threshold=0.01, max_iter=1000, eps=1e-8): """ 本地差分隐私中的HIO算法实现 :param image: 待恢复的图像 :param mask: 掩模,1表示采样点,0表示未采样点 :param beta: HIO算法的超参数,取值范围为[0,1] :param threshold: 停止条件,表示相邻两次迭代的误差小于该值时停止迭代 :param max_iter: 最大迭代次数 :param eps: 避免除以0的极小量 :return: 恢复后的图像 """ m, n = image.shape # 初始化 image = np.random.randn(m, n) image = np.abs(image) * np.exp(1j * np.angle(image)) # 迭代 for i in range(max_iter): # 记录上一次的图像 last_image = image.copy() # 傅里叶变换 image_fft = fft2(image) # 利用掩模进行投影,即只保留采样点 image_fft = mask * image_fft + (1 - mask) * image_fft / beta # 傅里叶反变换 image = ifft2(image_fft) # 保留幅值小于阈值的像素点 image = np.abs(image) * np.exp(1j * np.angle(image)) image[np.abs(image) < threshold] = 0 # 投影到幅值限制范围内 image = np.maximum(0, image) image = np.minimum(1, image) # 计算误差 error = np.linalg.norm(image - last_image) / (np.linalg.norm(last_image) + eps) if error < threshold: break return image ``` 其中,`image`表示待恢复的图像,`mask`表示掩模,`beta`表示HIO算法的超参数,`threshold`表示停止条件,`max_iter`表示最大迭代次数,`eps`是为了避免除以0而添加的一个极小量。函数返回恢复后的图像。

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function output = shrinkHIO(data,maskparameter1,maskparameter2,loop1,loop2,loop3,loop4,beta) [M,N] = size(data) ; CCDrecord = data ; w_x=(-20:20); w_y=(-20:20); [X,Y]=meshgrid(w_x,w_y); sig=3; W=exp(-4*log(2)*(X.^2+Y.^2)./sig.^2); W = W/sum(sum(W)); autocor = fftshift(ifft2(ifftshift(CCDrecord .^2))) ; mask = abs(autocor) > maskparameter1*max(max(abs(autocor))) ; A = CCDrecord .* exp(1i*rand(M,N)) ; a = ifft2(ifftshift(A)) ; figure for j = 1:loop1 for i = 1:20 A = fftshift(fft2(a)) ; A(data~=-1) = CCDrecord(data~=-1) .* exp(1i*angle(A(data~=-1))) ; a1 = ifft2(ifftshift(A)) ; a = a1.*mask + a.*(mask==0) - beta * a1.*(mask==0) ; [j,i] end mask = conv2(abs(a),W,'same') ; mask = mask > maskparameter2*max(max(mask)) ; imagesc(abs(a)) ; title('recovered amplitude') ; V(j)=getframe; if sig >= 1.5 sig= sig* 0.99; else sig = 1.5 ; end W=exp(-4*log(2)*(X.^2+Y.^2)./sig.^2); W = W/sum(sum(W)); end for m = 1:loop4 for k = 1:loop2 A = fftshift(fft2(a)) ; A(data~=-1) = CCDrecord(data~=-1) .* exp(1i*angle(A(data~=-1))) ; a1 = ifft2(ifftshift(A)) ; a = a1.*mask + a.*(mask==0) - beta * a1.*(mask==0) ; %HIO ESE = abs(sum(sum((abs(fftshift(fft2(a))).^2 - CCDrecord.^2))))/sum(sum(CCDrecord.^2)); [k,m,ESE] end if m == loop4 figure ; imagesc(abs(a)) ; title('recovered amplitude') ; end for l = 1:loop3 A = fftshift(fft2(a)) ; A(data~=-1) = CCDrecord(data~=-1) .* exp(1i*angle(A(data~=-1))) ; a1 = ifft2(ifftshift(A)) ; a = a1.*mask ; %ER ESE = abs(sum(sum((abs(fftshift(fft2(a))).^2 - CCDrecord.^2))))/sum(sum(CCDrecord.^2)); [l,m,ESE] end end figure ; imagesc(abs(a)) ; title('recovered amplitude') ; output = a;每一步的具体意义

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