radon変換をC言語でどうやって実装するか

2年 ago
結衣, 春花
1 minute

ラドン変換をC言語で実装する手順は次のとおりです。

  1. まず、入力画像の2次元配列を定義し、画像の画素値を初期化する必要があります。
  2. ラドン変換の結果を格納するための、入力画像と同じサイズの出力配列を作成する
  3. 一定角度間隔で0度から180度まで角度を回転させていきます。角度間隔は1度以下でも選択可能です。
  4. 入力画像を回転角度ごとに回転させ、回転後の画像をX軸に合わせます。画像の回転には双線形補間を使用します。
  5. 回転後の画像に投影を行う。各行の画素値を集計して、一次元の投影値を得る。ブレゼンハムのアルゴリズムを使用して投影を行うことができる。
  6. それぞれの回転角度の投影を、出力配列の対応する位置に格納します。
  7. ループ終了後に配列を出力すると、その結果がラドン変換となる。

以下にC言語の簡単なサンプルコードを示します。

#include <stdio.h>
#include <math.h>

#define WIDTH 256
#define HEIGHT 256
#define ANGLE_STEP 1

void radonTransform(int input[WIDTH][HEIGHT], int output[WIDTH][180/ANGLE_STEP]);

int main() {
    int input[WIDTH][HEIGHT];
    int output[WIDTH][180/ANGLE_STEP];
    
    // 初始化输入图像像素值
    
    radonTransform(input, output);
    
    // 输出Radon变换结果
    
    return 0;
}

void radonTransform(int input[WIDTH][HEIGHT], int output[WIDTH][180/ANGLE_STEP]) {
    int theta, x, y;
    int maxDistance = ceil(sqrt(WIDTH*WIDTH + HEIGHT*HEIGHT));
    
    for (theta = 0; theta < 180; theta += ANGLE_STEP) {
        double angle = theta * M_PI / 180.0;
        
        for (y = 0; y < HEIGHT; y++) {
            for (x = 0; x < WIDTH; x++) {
                int newX = (int)round((x - WIDTH/2) * cos(angle) - (y - HEIGHT/2) * sin(angle)) + WIDTH/2;
                int newY = (int)round((x - WIDTH/2) * sin(angle) + (y - HEIGHT/2) * cos(angle)) + HEIGHT/2;
                
                if (newX >= 0 && newX < WIDTH && newY >= 0 && newY < HEIGHT) {
                    output[x][theta/ANGLE_STEP] += input[newX][newY];
                }
            }
        }
    }
}

本例はあくまで仕組みがわかりやすいように作ったものであり、実際の利用では画像領域の境界処理や高速化を考慮する必要があります。

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