Metal图像处理——直方图均衡化

最新推荐文章于 2022-12-15 22:29:51 发布

原创

最新推荐文章于 2022-12-15 22:29:51 发布 · 513 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

本文详细介绍了使用Metal进行直方图均衡化的实现过程，包括CPU和GPU的处理方法，遇到的问题及解决方案，例如统计结果集中、CPU-GPU统计差异、渲染为白色等问题，并提供了完整修复后的效果。

前言

Metal入门教程总结

正文

核心思路

首先，我们用直方图来表示一张图像：横坐标代表的是颜色值，纵坐标代表的是该颜色值在图像中出现次数。

如图，对于某些图像，可能出现颜色值集中分布在某个区间的情况。
直方图均衡化(Histogram Equalization) ，指的是对图像的颜色值进行重新分配，使得颜色值的分布更加均匀。

本文用compute shader对图像的颜色值进行统计，然后计算得出映射关系，由fragment shader进行颜色映射处理。

效果展示

具体步骤

1、Metal的render管道、compute管道配置；

同前文，不再赘述，详见Metal入门教程总结。

2、CPU进行直方图均衡化处理；

2.1 把UIImage转成Bytes；
2.2 颜色统计；

   // CPU进行统计    Byte *color = (Byte *)spriteData;    for (int i = 0; i < width * height; ++i) {        for (int j = 0; j < LY_CHANNEL_NUM; ++j) {            uint c = color[i * 4 + j];            ++cpuColorBuffer.channel[j][c];        }    }

2.3 映射关系；

   int rgb[3][LY_CHANNEL_SIZE], sum = (int)(width * height);    int val[3] = {0};    // 颜色映射    for (int i = 0; i < 3; ++i) {        for (int j = 0; j < LY_CHANNEL_SIZE; ++j) {            val[i] += cpuColorBuffer.channel[i][j];            rgb[i][j] = val[i] * 1.0 * (LY_CHANNEL_SIZE - 1) / sum;        }    }

2.4 颜色值修改；

   // 值修改    for (int i = 0; i < width * height; ++i) {        for (int j = 0; j < LY_CHANNEL_NUM; ++j) {            uint c = color[i * 4 + j];            color[i * 4 + j] = rgb[j][c];        }    }

最后用处理之后的Bytes生成新图片。

3 GPU进行直方图均衡化处理；

3.1 compute shader进行颜色统计；

kernel voidgrayKernel(texture2d  sourceTexture  [[textureLYKernelTextureIndexSource]], // 纹理输入，           device LYColorBuffer &out [[buffer(LYKernelBufferIndexOutput)]], // 输出的buffer           uint2                          grid         [[thread_position_in_grid]]) // 格子索引{    // 边界保护    if(grid.x < sourceTexture.get_width() && grid.y

最低0.47元/天解锁文章