iOS中的图像处理（二）——卷积运算

关于图像处理中的卷积运算，这里有两份简明扼要的介绍：文一，文二。

其中，可能的一种卷积运算代码如下：

[cpp] view plaincopy

1. - (UIImage*)applyConvolution:(NSArray*)kernel
2. {
3. CGImageRef inImage = self.CGImage;
4. CFDataRef m_DataRef = CGDataProviderCopyData(CGImageGetDataProvider(inImage));
5. CFDataRef m_OutDataRef = CGDataProviderCopyData(CGImageGetDataProvider(inImage));
6. UInt8 * m_PixelBuf = (UInt8 *) CFDataGetBytePtr(m_DataRef);
7. UInt8 * m_OutPixelBuf = (UInt8 *) CFDataGetBytePtr(m_OutDataRef);
8. int h = CGImageGetHeight(inImage);
9. int w = CGImageGetWidth(inImage);
10. int kh = [kernel count] / 2;
11. int kw = [[kernel objectAtIndex:0] count] / 2;
12. int i = 0, j = 0, n = 0, m = 0;
13. for (i = 0; i < h; i++) {
14. for (j = 0; j < w; j++) {
15. int outIndex = (i*w*4) + (j*4);
16. double r = 0, g = 0, b = 0;
17. for (n = -kh; n <= kh; n++) {
18. for (m = -kw; m <= kw; m++) {
19. if (i + n >= 0 && i + n < h) {
20. if (j + m >= 0 && j + m < w) {
21. double f = [[[kernel objectAtIndex:(n + kh)] objectAtIndex:(m + kw)] doubleValue];
22. if (f == 0) {continue;}
23. int inIndex = ((i+n)*w*4) + ((j+m)*4);
24. r += m_PixelBuf[inIndex] * f;
25. g += m_PixelBuf[inIndex + 1] * f;
26. b += m_PixelBuf[inIndex + 2] * f;
27. }
28. }
29. }
30. }
31. m_OutPixelBuf[outIndex]     = SAFECOLOR((int)r);
32. m_OutPixelBuf[outIndex + 1] = SAFECOLOR((int)g);
33. m_OutPixelBuf[outIndex + 2] = SAFECOLOR((int)b);
34. m_OutPixelBuf[outIndex + 3] = 255;
35. }
36. }
37. CGContextRef ctx = CGBitmapContextCreate(m_OutPixelBuf,
38. CGImageGetWidth(inImage),
39. CGImageGetHeight(inImage),
40. CGImageGetBitsPerComponent(inImage),
41. CGImageGetBytesPerRow(inImage),
42. CGImageGetColorSpace(inImage),
43. CGImageGetBitmapInfo(inImage)
44. );
45. CGImageRef imageRef = CGBitmapContextCreateImage(ctx);
46. CGContextRelease(ctx);
47. UIImage *finalImage = [UIImage imageWithCGImage:imageRef];
48. CGImageRelease(imageRef);
49. CFRelease(m_DataRef);
50. CFRelease(m_OutDataRef);
51. return finalImage;
52. }

方法的参数kernel是卷积运算中的卷积核，下面是几种滤镜的卷积核：

[cpp] view plaincopy

1. #pragma mark -
2. #pragma mark - Basic Convolutions
3. /* Reference :
4. * http://docs.gimp.org/en/plug-in-convmatrix.html
5. */
6. - (UIImage *)sharpen
7. {
8. //  double dKernel[5][5] = {
9. //      {0,  0.0, -1.0,  0.0, 0},
10. //      {0, -1.0,  5.0, -1.0, 0},
11. //      {0,  0.0, -1.0,  0.0, 0}
12. //    };
13. double dKernel[5][5] = {
14. {0, 0.0, -0.2,  0.0, 0},
15. {0, -0.2, 1.8, -0.2, 0},
16. {0, 0.0, -0.2,  0.0, 0}
17. };
18. NSMutableArray *kernel = [[[NSMutableArray alloc] initWithCapacity:5] autorelease];
19. for (int i = 0; i < 5; i++) {
20. NSMutableArray *row = [[[NSMutableArray alloc] initWithCapacity:5] autorelease];
21. for (int j = 0; j < 5; j++) {
22. [row addObject:[NSNumber numberWithDouble:dKernel[i][j]]];
23. }
24. [kernel addObject:row];
25. }
26. return [self applyConvolution:kernel];
27. }
28. - (UIImage *)edgeEnhance
29. {
30. double dKernel[5][5] = {
31. {0,  0.0,  0.0,  0.0, 0},
32. {0, -1.0,  1.0,  0.0, 0},
33. {0,  0.0,  0.0,  0.0, 0}
34. };
35. NSMutableArray *kernel = [[[NSMutableArray alloc] initWithCapacity:5] autorelease];
36. for (int i = 0; i < 5; i++) {
37. NSMutableArray *row = [[[NSMutableArray alloc] initWithCapacity:5] autorelease];
38. for (int j = 0; j < 5; j++) {
39. [row addObject:[NSNumber numberWithDouble:dKernel[i][j]]];
40. }
41. [kernel addObject:row];
42. }
43. return [self applyConvolution:kernel];
44. }
45. - (UIImage *)edgeDetect
46. {
47. double dKernel[5][5] = {
48. {0,  0.0,  1.0,  0.0, 0},
49. {0,  1.0, -4.0,  1.0, 0},
50. {0,  0.0,  1.0,  0.0, 0}
51. };
52. NSMutableArray *kernel = [[[NSMutableArray alloc] initWithCapacity:5] autorelease];
53. for (int i = 0; i < 5; i++) {
54. NSMutableArray *row = [[[NSMutableArray alloc] initWithCapacity:5] autorelease];
55. for (int j = 0; j < 5; j++) {
56. [row addObject:[NSNumber numberWithDouble:dKernel[i][j]]];
57. }
58. [kernel addObject:row];
59. }
60. return [self applyConvolution:kernel];
61. }
62. - (UIImage *)emboss
63. {
64. double dKernel[5][5] = {
65. {0, -2.0, -1.0,  0.0, 0},
66. {0, -1.0,  1.0,  1.0, 0},
67. {0,  0.0,  1.0,  2.0, 0}
68. };
69. NSMutableArray *kernel = [[[NSMutableArray alloc] initWithCapacity:5] autorelease];
70. for (int i = 0; i < 5; i++) {
71. NSMutableArray *row = [[[NSMutableArray alloc] initWithCapacity:5] autorelease];
72. for (int j = 0; j < 5; j++) {
73. [row addObject:[NSNumber numberWithDouble:dKernel[i][j]]];
74. }
75. [kernel addObject:row];
76. }
77. return [self applyConvolution:kernel];
78. }

在此基础上，我Google了下Photoshop中对照片进行黑白处理的简单步骤：

1. 去色
2. 调整对比度
3. 高斯模糊
4. 浮雕效果
5. 边缘检测
6. 调整对比度
7. 调整亮度
8. 反相

我按步骤实现了相应代码：

[cpp] view plaincopy

1. return [[[[[[[[originImage desaturate]
2. changeContrastByFactor:1.5]
3. gaussianBlur:1.3] emboss]
4. edgeDetect]
5. changeContrastByFactor:1.5]
6. changeBrightnessByFactor:1.5]
7. invert];

可惜效果有点粗糙，照片仍旧以上一篇文章中的Andy为例：

版权声明：本文为博主原创文章，未经博主允许不得转载。