动态规划实现接缝裁剪

a. 证明:可能的接缝的数量是m的指数函数,假定n>1。

第一行:n种可能选取像素点
第二行到m行:每行有2到3种可能选中A[i][j-1],A[i][j],A[i][j+1];当j=1或者j=n时,有2种可能。所以接缝数量:n*.

b. 设计算法,寻找破坏度最低的接缝。分析算法的时间复杂度。

算法设计描述:

c[i, j]记录接缝走到当前像素的最低破坏度,r[i, j]记录当前结点来自于上一行的那个像素(用-1,0,1分别表示左上,正上和右上方向)。
从第一行开始,c[i, j]只有当前像素的破坏度,直接赋值即可;
第i行,每个像素的上一个像素来源一共有三个,左上、正上和右上方,每次计算c[i, j]时,需要去三种情况中破坏度最低的情况然后加上当前像素的破坏度,就是接缝走到当前像素的最低破坏度。同时更新r[i, j].
第n行,接缝走到这里结束,在第n行找出最小值,c[i, j]即为最低的破坏度,通过r[i, j]向上走,直到第一行,所经的路径即为破坏度最小的接缝。

解释:

递归

递归

最后结果

代码实现:

package seamCarving;
public class Main {
    public static int row = 3,col = 5;
    private static int min(int[][] sum, int location, int j) {
        int temp=0;
        if(j==1)
            temp = sum[location-1][j]>sum[location-1][j+1]?sum[location-1][j+1]:sum[location-1][j];
            else if (j==col) {
                temp = sum[location-1][j]>sum[location-1][j-1]?sum[location-1][j-1]:sum[location-1][j];     
            }else {
                if(sum[location-1][j]>sum[location-1][j-1]){
                    temp = sum[location-1][j-1];
                    if(sum[location-1][j-1]>sum[location-1][j+1])
                        temp = sum[location-1][j+1];
                }
                else{
                    temp = sum[location-1][j];
                    if(sum[location-1][j]>sum[location-1][j+1])
                        temp = sum[location-1][j+1];
                }
            }
            return temp;
    }
    private static void print(int[][] sum, int i, int temp) {
        int t;
        if (i==0) {
            return ;
        }else {
            if(temp==col)
                t = sum[i][temp]>sum[i][temp-1]?temp-1:temp;
                else if (temp==1) {
                    t = sum[i][temp]>sum[i][temp+1]?temp+1:temp;
                }else {
                    if (sum[i][temp]>sum[i][temp-1]) {
                        t=temp-1;
                        if (sum[i][temp-1]>sum[i][temp+1])
                            t=temp+1;
                    }
                    else{
                        t=temp;
                        if(sum[i][temp]>sum[i][temp+1])
                            t=temp+1;
                    }
                }
        }
        print(sum, i-1, t);
        System.out.println("第 "+i+" row;第 "+t+" col像素点;");
        
    }
    //删除 A[i-1][j-1] A[i-1][j] A[i-1][j+1]中的任意一个像素点
    //递推式:A[i][j] = d[i][j]+min{A[i-1][j-1],A[i-1][j],A[i-1][j+1]}
    private static void seam_carving(int[][] d) {
        int[][] sum=new int[row+1][col+1];
        int location=1;
        for (location = 1; location <=col; location++) {
            sum[1][location]=d[1][location];
        }
        for (location = 2; location <=row; location++) {
            for (int j = 1; j <=col; j++) {
                sum[location][j]=d[location][j]+min(sum,location,j);
            }
        }
        int min_init = Integer.MAX_VALUE,temp=0;
        for (location = 1; location <= col; location++) {
            if(sum[row][location]<min_init){
                min_init=sum[row][location];
                temp=location;
            }
        }
        System.out.println("min的破坏点之和为:"+min_init);
        print(sum,row,temp);
        //for (location = 0; location <=col; location++) 
            //sum[location]=null;
        //sum=null;
    
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        int d[][] = new int[row+1][col+1];
        //int[][] data={{0,0,0,0,0,0},{0,3,2,2,3,3},{0,1,2,1,2,1},{0,3,2,1,3,1},{0,2,1,1,2,2},{0,1,2,2,3,3},{0,2,2,2,1,1}};
        int[][] data={{0,0,0,0,0,0},{0,1,4,3,5,2},{0,4,3,8,4,5},{0,8,5,7,6,5}};
        for (int j = 0; j <=row; j++) {
            for (int k = 0; k <= col; k++) {
                d[j][k] = data[j][k];
            }
        }
        seam_carving(d);
    }   
}

输入:

int[][] data={{0,0,0,0,0,0},{0,1,4,3,5,2},{0,4,3,8,4,5},{0,8,5,7,6,5}};

输出:

min的破坏点之和为:9
第 1 row;第 1 col像素点;
第 2 row;第 2 col像素点;
第 3 row;第 2 col像素点;

参考:

https://blog.csdn.net/yuan3683084/article/details/35994157
https://blog.csdn.net/z84616995z/article/details/38562467

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