符号付き数値の最後の3ビットを変更する方法

Question

画像にdwt2()関数を適用すると、4つのサブバンド係数が得られます。 4つのサブバンドのいずれかを選択することにより、符号付き数の2次元行列を扱う。

この行列の各値では、最後の3つの最下位ビットに3ビットの情報、つまり10進数の0から7を埋め込みたいと考えています。しかし、私は負の数を扱うときにそれをする方法を知らない。どのように係数を修正できますか？

Answer 1

まず、Integer Wavelet Transformを使用したいので、整数を扱うだけです。これにより、浮動小数点数を丸めることなく、2つのスペースの間のロスレスな変換が可能になります。

ビットを整数に埋め込むことは、バイナリ操作の簡単な問題です。一般的に、あなたはbitwise AND操作がmaskによって指定されているnumberの所望のビットを、クリアするパターン

(number AND mask) OR bits 

を使用します。たとえば、numberが8ビットの数値で、最後の3ビットをゼロにしたい場合は、マスク11111000を使用します。numberの希望ビットがクリアされたら、我々はそれらをbitsに置き換えることができますbitwise OR操作を使用して埋め込みます。

次に、符号付きの数字がrepresented in binaryであることを知る必要があります。 2の補数節を必ず読んでください。最後の3ビットをクリアしたい場合は、... 11111000というマスクを使用したいと思います。これは常に-8です。これは、8,16,32、または64ビットを使用して符号付き数値を表すかどうかにかかわらずです。通常、符号付き数値の最後のkビットをクリアする場合、マスクは-2^kでなければなりません。

単純な例ですべてをまとめましょう。まず、係数サブバンドと埋め込みビットストリームにいくつかの数を生成します。係数値は[-510,510]に任意の値を取ることができるので、操作には'int16'を使用します。ビットストリームは[0、7]の範囲の数値の配列です。これは10進数の[000、111]の範囲です。

>> rng(4) 
>> coeffs = randi(1021, [4 4]) - 511 

coeffs = 

    477 202 -252 371 
    48 -290 -67 494 
    483 486 285 -343 
    219 -504 -309 99 

>> bitstream = randi(8, [1 10]) - 1 

bitstream = 

    0  3  0  7  3  7  6  6  1  0 

私たちは必要な係数を上書きしてビットストリームを埋め込みます。スタックオーバーフローの私たちは、単純なマスクを使用することにより、当社のビットストリームを抽出することができます

>> coeffs(1:numel(bitstream)) = bitor(bitand(coeffs(1:numel(bitstream)), -8, 'int16'), bitstream, 'int16') 

coeffs = 

    472 203 -255 371 
    51 -289 -72 494 
    480 486 285 -343 
    223 -498 -309 99 

... 00000111は= 7

>> bitand(coeffs(1:numel(bitstream)), 7, 'int16') 

ans = 

    0  3  0  7  3  7  6  6  1  0