如何从 GetPixelSpan 中提取、上传和处理字节数组，然后保存回文件？

Question

这可能是一件非常简单的事情，但我不太明白如何将各个部分组合在一起。 API 文档中的 This question and as well as this page 都在某种程度上暗示了答案，但我无法从他们那里找出我需要的东西。

所以现在我正在尝试实现一个简单的小程序来打开图像，将像素输出到数组中，对它们进行一些处理，然后将更新后的像素作为新图像保存回来。在这种特殊情况下，我想将每个像素周围 3x3 window 的平均值作为简单的模糊。具体操作不太重要（肯定有更有效的方法，我现在专门尝试编写一个简单的版本，以便稍后与其他版本进行比较），但我一直无法弄清楚如何制作这个发生。现在我拥有的是：

let accessClampedArrayWithDefault (arr: uint32[][]) width height def x y : uint32[] =
    if x < 0 || x > width-1 || y < 0 || y > height-1 then
        def
    else
        arr.[x + width * y]

let extractPixelParts (p: Rgba32) =
    let R = uint32 p.R
    let G = uint32 p.G
    let B = uint32 p.B
    let A = uint32 p.A
    [|R; G; B; A|]

[<EntryPoint>]
let main argv =
    use img = Image.Load(@"D:\Users\sampleimage.jpg")    
    let mutable out_img = img.Clone()    
    let pxs = img.GetPixelSpan().ToArray() |> Array.map extractPixelParts    
    let mutable (nps: uint32[][]) = Array.zeroCreate pxs.Length    
    let ac = accessClampedArrayWithDefault pxs img.Width img.Height [|0u;0u;0u;0u|]

    for x in 0..img.Width-1 do
        for y in 0..img.Height-1 do
            let p = ac x y
            for z in -1..1 do
                for w in -1..1 do
                    let q = ac (x + z) (y + w)
                    nps.[x + y * img.Width] <- Array.zip p q |> Array.map (fun (a,b) -> a + b)
            nps.[x + y * img.Width] <- Array.map (fun i -> float i / 9.0 |> uint32 ) nps.[x + y * img.Width]

    let rpx = Array.collect (fun a -> Array.map byte a) nps

    let out_img = Image.Load<Rgba32>(img.GetConfiguration(), rpx, Formats.Jpeg.JpegDecoder())

    printfn "out_img's width is %d and height is %d" out_img.Width out_img.Height

但它失败了，let out_img = 行出现异常。如果我不包含 JpegDecoder 部分，则会收到有关缺少解码器的错误消息，但如果包含它，则会收到有关缺少 SOI 的错误消息。

所以，我的问题是，如何提取像素并使用比 8 位（例如 32 位）更大的可变大小的 them/each 通道，以便我可以执行无法表示的中间操作在每个通道 8 位中，在将最终结果转换回字节之前，然后将其重构回可以作为图像保存到磁盘的东西？

我很可能忘记提及一些重要的事情，所以请随时要求澄清 :) 谢谢。

Answer 1

我不熟悉 F#，但看起来有几个问题：

Image.Load<Rgba32>(img.GetConfiguration(), rpx, Formats.Jpeg.JpegDecoder())行将尝试解码一个Jpeg编码的内存流（提供为byte[]）。
关于您的问题：

so that I can perform intermediate operations that cannot be represented in 8 bits per channel

你为什么不只处理 Rgba32[] 数组？不需要 extractPixelParts ... 东西。由于不必要的堆分配，将所有像素存储在锯齿状数组 (uint32[][]) 中会导致代码执行非常缓慢。

编辑： 对不起，我误解了这一点。如果你需要更高的中间操作精度，我建议使用Vector4！你可以使用 pixel.ToVector4() 和 pixel.PackFromVector4(...)

我的建议（仍未优化但可能易于理解）：

请勿复制图片。只需通过 let pxs = img.GetPixelSpan().ToArray()

Rgba32[] (!!!)

使用公式 arr[y * Width + x] = CreateMyNewRgbaPixelValueAtXY(....) 处理数组中的值，其中 CreateMyNewRgbaPixelValueAtXY(...) 应该 return 和 Rgba32
Return Image.LoadPixelData(pxs) 的新图片。 LoadPixelData 方法将通过将您的 pxs: Rgba32[] 数据复制到其中来创建一个新图像。
处理你的原图！

编辑 2

为了高效地执行中间操作，我建议如下：

通过为每个输入像素调用 pixel.ToVector4() 为填充的中间数组创建一个 inputPixelData:Vector4[]
创建另一个数组outputPixelData:Vector4[]并通过处理inputPixelData
使用 .PackFromVector4(outputPixelData[y * Width + x]) 将 outputPixelData 打包回 pixels:Rgba32[] 数组（不知道在 F# 中最好的方法是什么）
Image.LoadPixelData(pixels)

可能有更好的方法，但我不熟悉 F#。

如何从 GetPixelSpan 中提取、上传和处理字节数组，然后保存回文件？

How to extract, upcast and process an array of bytes from GetPixelSpan then save back to a file?

f#

.net-core

imagesharp

我的建议（仍未优化但可能易于理解）：

编辑 2