С Новым годом! Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Delphi для начинающих
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
Карта форума Темы раздела Блоги Сообщество Поиск Заказать работу  
 
 
Рейтинг 4.64/11: Рейтинг темы: голосов - 11, средняя оценка - 4.64
0 / 0 / 0
Регистрация: 13.08.2021
Сообщений: 19
1
Delphi 6-7

Ускорить программу, которая выполняет преобразование Фурье

13.08.2021, 18:52. Показов 1969. Ответов 27

Author24 — интернет-сервис помощи студентам
Здравствуйте. Столкнулся с проблемой, программа медленно работает. Подключить модули, которые выполняют быстрое преобразование Фурье (FFT) не получается. В общем, нужна помощь с ускорением работы программы.
Преобразование Фурье над двумерным массивом из изображения. Важно, изображение должно быть формата JPEG с глубиной цвета 8-bit
Delphi
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
var
q,s,i,j           : integer;
v,u,x,y,f           : integer;
g                 : boolean;
scan              : pByteArray;
img               : Timage;
md                : real;
re,im             : real;
Pixel             : TColor;
begin
 
  M := bmp1.Height;
  N := bmp1.Width;
 
    begin
    for v := 0 to M - 1 do begin
       for u := 0 to N - 1 do begin
          md := 0;  Re := 0;  Im := 0;
          irmage[v,u].Re := 0;
          irmage[v,u].Im := 0;
          for y := 0 to M - 1 do begin
            scan := bmp1.ScanLine[y];
            for x := 0 to N - 1 do begin
              f:= 0;
              f := round(scan[x]);
              if odd(x+y) then f := f*(-1);
              Re := Re + cos((-1)*2*pi*(u*x/M+v*y/N))*f;
              Im := Im + sin((-1)*2*pi*(u*x/M+v*y/N))*f;
            end;
          end;
          irmage[v,u].Re := Re/(M*N);
          irmage[v,u].Im := Im/(M*N);
          irmage2[v,u].Re := Re/(M*N);
          irmage2[v,u].Im := Im/(M*N);
          md := sqrt( Re*Re/m*n + Im*Im/m*n );
          irmage[v,u].Modul := md;
          i := round (20 * ln(1+md));
          if i >= 255 then i := 255;
          bmp2.Canvas.Pixels[u,v] := rgb( i, i, i );
       end;
    end;
    image2.Picture.Bitmap.Assign(bmp2);
    bmp1.Free;
    bmp2.Free;
    end;
end;
Обратное преобразование Фурье
Delphi
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);
var
  i,j,y,x,u,v :integer;
  re,im,md    :real;
  f           :integer;
begin
     bmp1:=TBitmap.Create;
     bmp2:=TBitmap.Create;
     Jpg := TJPEGImage.Create;
     Jpg.LoadFromFile(opendialog1.FileName);
     Bmp2.Assign(Jpg);
    for y:=0 to M - 1 do  begin
      for x:=0 to N - 1 do  begin
         md := 0;  Re := 0;  Im := 0; f := 1;
         for V:=0 to M - 1 do begin
           for U:=0 to N - 1 do begin
             Re := Re + irmage2[v,u].Re * COS(2*pi*(u*x/M+v*y/N)) - irmage2[v,u].Im * SIN(2*pi*(u*x/M+v*y/N));
             Im := Im + irmage2[v,u].Im * COS(2*pi*(u*x/M+v*y/N)) + irmage2[v,u].Re * SIN(2*pi*(u*x/M+v*y/N));
              end;
          end;
          if odd(x+y) then f := f*(-1);
          md := sqrt(Re*Re + Im*Im);
          i := round(re*f);
          bmp2.Canvas.Pixels[x,y] := rgb(i,i,i);
      end;
    end;
    image3.Picture.Bitmap.Assign(bmp2);
end;
end.
Так же прикреплю архив с программой.
Вложения
Тип файла: rar Фурье.rar (216.2 Кб, 10 просмотров)
0
Programming
Эксперт
39485 / 9562 / 3019
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 41,671
Блог
13.08.2021, 18:52
Ответы с готовыми решениями:

Составьте программу, которая выполняет чертёж
Составьте программу, которая выполняет чертёж одной из деталей и высчитывает ещё площадь. Масштаб:...

Составьте программу, которая выполняет чертёж
Составьте программу, которая выполняет чертёж одной из деталей и высчитывает ещё площадь. Масштаб:...

Найти коэффиценты разложения в ряд Фурье, используя быстрое преобразование Фурье (БПФ)
Прошу помочь мне в нелеггкой задачке нужно для заданной на периоде 2∏ функции f(x) найти...

Обратное дискретное преобразование Фурье без использования быстрого преобразования Фурье (функции ifft)
Здравствуйте! Возникла необходимость получить правильно обратное дискретное преобразование Фурье,...

27
Модератор
3758 / 2262 / 783
Регистрация: 15.11.2015
Сообщений: 8,997
17.08.2021, 11:00 21
Author24 — интернет-сервис помощи студентам
Цитата Сообщение от Fourier Посмотреть сообщение
но я не могу сделать [M,N] локальными т.к. при выполнении другого блока он просто скопирует первое изображение в третье.
Очень плохая идея надеяться на инициализацию M и N в другой процедуре, потом загружать изображение и ожидать, что размеры изображения совпадут с заданными заранее. Что мешает и тут сделать
Delphi
1
2
  M := bmp2.Height;
  N := bmp2.Width;
?

Добавлено через 6 минут
Зачем тут загружать изображение из файла
Delphi
1
2
     Jpg.LoadFromFile(opendialog1.FileName);
     Bmp2.Assign(Jpg);
если далее оно не используется, а просто переписывается?

Добавлено через 6 минут
Поздравляю, оно работает. Но для неквадратного изображения что-то не так, возможно, координаты где-то перепутаны.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 13.08.2021
Сообщений: 19
17.08.2021, 11:17  [ТС] 22
AzAtom,
Цитата Сообщение от AzAtom Посмотреть сообщение
Очень плохая идея надеяться на инициализацию M и N в другой процедуре, потом загружать изображение и ожидать, что размеры изображения совпадут с заданными заранее. Что мешает и тут сделать

M := bmp2.Height;
N := bmp2.Width;

?
Я подумал и понял, что ничего не мешает, я так и сделал.
Цитата Сообщение от AzAtom Посмотреть сообщение
Зачем тут загружать изображение из файла
Delphi

Jpg.LoadFromFile(opendialog1.FileName);
Bmp2.Assign(Jpg);

если далее оно не используется, а просто переписывается?
Это так, не нужная часть кода. Просто я ещё пытаюсь со всем этим разобраться и понять как работает. Так что там встречается много не нужного. Но не думаю, что это существенно замедляет программу.
Программу сильно замедляет обработка изображений. При использовании изображения 100x100 время выполнения: примерно 20 сек. при прямом преобразовании и 36 сек. при обратном. Это печально
0
Модератор
3758 / 2262 / 783
Регистрация: 15.11.2015
Сообщений: 8,997
17.08.2021, 11:27 23
Fourier, вот это выражение:
Delphi
1
2
          Re := Re + cos((-1)*2*pi*(u*x/M+v*y/N))*f;
          Im := Im + sin((-1)*2*pi*(u*x/M+v*y/N))*f;
Для каждого пикселя N*M раз заново считаются выражения cos((-1)*2*pi*(u*x/M+v*y/N)) и sin((-1)*2*pi*(u*x/M+v*y/N)), но они для каждого пикселя одинаковы. Почему бы их не посчитать 1 раз и не занести в массив и уже значение из массива умножать на f?

Добавлено через 4 минуты
А, не, ошибся, там ещё вложенные циклы.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 13.08.2021
Сообщений: 19
17.08.2021, 11:46  [ТС] 24
AzAtom, ага. Была идея как-то заменить это "sincos", которая в модуле MATH, но не получилось
0
Модератор
3758 / 2262 / 783
Регистрация: 15.11.2015
Сообщений: 8,997
17.08.2021, 11:58 25
Цитата Сообщение от Fourier Посмотреть сообщение
Была идея как-то заменить это "sincos"
Кстати, отличная идея. Аргументы одинаковые, а команда процессора именно sincos и сразу вычисляет обе функции.

Добавлено через 8 минут
На картинке 100х100 с отдельными Sin, Cos у меня получилось 12,6 сек и с SinCos получилось 8,4 сек прямое преобразование.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 13.08.2021
Сообщений: 19
17.08.2021, 12:04  [ТС] 26
AzAtom, Ваш компьютер явно лучше моего. 4,2 сек в выигрыше - это отлично. У вас получилось это реализовать ?
0
Модератор
3758 / 2262 / 783
Регистрация: 15.11.2015
Сообщений: 8,997
17.08.2021, 12:14 27
Fourier, ноутбучный Core i5 2 поколения, лет 9 ему.
Цитата Сообщение от Fourier Посмотреть сообщение
У вас получилось это реализовать ?
SinCos? Да:
Delphi
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
uses ... Math;
...
procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
var
...
  s1, c1: extended;
begin
...
//          Re := Re + cos((-1)*2*pi*(u*x/M+v*y/N))*f; // Вместо этих строк
//          Im := Im + sin((-1)*2*pi*(u*x/M+v*y/N))*f;
          SinCos((-1)*2*pi*(u*x/M+v*y/N), s1, c1); // теперь вот эти строки
          Re := Re + c1*f;
          Im := Im + s1*f;
...
1
0 / 0 / 0
Регистрация: 13.08.2021
Сообщений: 19
17.08.2021, 12:35  [ТС] 28
AzAtom, Огромнейшее тебе спасибо!
Я теперь разобрался как работает "sincos" и теперь при использовании изображения 100х100 время выполнения примерно: 13 сек. при прямом и 12 сек. при обратном. Вот это я понимаю прирост скорость. Огромное спасибо
Увы идей по ускорению больше нет.
P.S.
И у меня старенький ноутбук на AMD A10-5750M
0
17.08.2021, 12:35
inter-admin
Эксперт
29715 / 6470 / 2152
Регистрация: 06.03.2009
Сообщений: 28,500
Блог
17.08.2021, 12:35
Помогаю со студенческими работами здесь

Написать программу, которая выполняет вычисления по формуле
х=(а*2+b*c+5)(a*d+3) вот что получилось: .model small .stack 100h .data a db ? b db ? c db ?...

Написать программу, которая выполняет следующие действия
Создать текстовый файл согласно данной записи AEROFLOT, содержащий следующие поля: 1 Название...

Разработать программу, которая выполняет следующие операции:
Разработать программу, которая выполняет следующие операции: -Удаление из списка первого вхождения...

Составить программу которая выполняет вызовы функций
Составить программу, которая выполняет вызовы функций с помощью указателей Первая функция - ...

Составить программу которая выполняет следующие действия
Составить программу которая выполняет следующие действия: 1. Создает динамический список 2....

JS - Напишите программу, которая выполняет следующие действия:
Здравствуйте, уважаемые! Никак не могу понять, где у меня ошибка... Напишите программу,...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
28
Ответ Создать тему
Блоги программистов
Как перейти с Options API на Composition API в Vue.js
BasicMan 06.01.2025
Почему переход на Composition API актуален В мире современной веб-разработки фреймворк Vue. js продолжает эволюционировать, предлагая разработчикам все более совершенные инструменты для создания. . .
Архитектура современных процессоров
inter-admin 06.01.2025
Процессор (центральный процессор, ЦП) является основным вычислительным устройством компьютера, которое выполняет обработку данных и управляет работой всех остальных компонентов системы. Архитектура. . .
История создания реляционной модели баз данных, правила Кодда
Programming 06.01.2025
Предпосылки создания реляционной модели В конце 1960-х годов компьютерная индустрия столкнулась с серьезными проблемами в области управления данными. Существовавшие на тот момент модели данных -. . .
Полезные поделки на Arduino, которые можно сделать самому
raxper 06.01.2025
Arduino как платформа для творчества Arduino представляет собой удивительную платформу для технического творчества, которая открывает безграничные возможности для создания уникальных проектов. Эта. . .
Подборка решений задач на Python
IT_Exp 06.01.2025
Целью данной подборки является предоставление возможности ознакомиться с различными задачами и их решениями на Python, что может быть полезно как для начинающих, так и для опытных программистов. . . .
С чего начать программировать микроконтроллер­­ы
raxper 06.01.2025
Введение в мир микроконтроллеров Микроконтроллеры стали неотъемлемой частью современного мира, окружая нас повсюду: от простых бытовых приборов до сложных промышленных систем. Эти маленькие. . .
Из чего собрать игровой компьютер
inter-admin 06.01.2025
Сборка игрового компьютера требует особого внимания к выбору комплектующих и их совместимости. Правильно собранный игровой ПК не только обеспечивает комфортный геймплей в современных играх, но и. . .
Обновление сайта www.historian.b­y
Reglage 05.01.2025
Обещал подвести итоги 2024 года для сайта. Однако начну с того, что изменилось за неделю. Добавил краткий урок по последовательности действий при анализе вредоносных файлов и значительно улучшил урок. . .
Как использовать GraphQL в C# с HotChocolate
Programming 05.01.2025
GraphQL — это современный подход к разработке API, который позволяет клиентам запрашивать только те данные, которые им необходимы. Это делает взаимодействие с API более гибким и эффективным по. . .
Модель полного двоичного сумматора с помощью логических операций (python)
AlexSky-coder 04.01.2025
def binSum(x:list, y:list): s=^y] p=x and y for i in range(1,len(x)): s. append((x^y)^p) p=(x and y)or(p and (x or y)) return s x=list() y=list()
Это мы не проходили, это нам не задавали...(аси­­­­­­­­­­­­­­хро­н­н­ы­й счётчик с управляющим сигналом задержки).
Hrethgir 04.01.2025
Асинхронный счётчик на сумматорах (шестиразрядный по числу диодов на плате, но наверное разрядов будет больше - восемь или шестнадцать, а диоды на старшие), так как триггеры прошли тестирование и. . .
Руководство по созданию бота для Телеграм на Python
IT_Exp 04.01.2025
Боты для Телеграм представляют собой автоматизированные программы, которые выполняют различные задачи, взаимодействуя с пользователями через интерфейс мессенджера. В данной статье мы рассмотрим,. . .
КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin
Copyright ©2000 - 2025, CyberForum.ru