使用 Accelerate 平均像素颜色

Question

是的，我知道使用 CIAreaAverate CIFilter 来获取像素的平均颜色。

我正在尝试使用 Accelerate Framework 创建一些替代方案，看看我是否可以更快地提供一些东西。

我正在将 CIImage 渲染到上下文中。为此，我有这个 CIImage extension...

let device: MTLDevice = MTLCreateSystemDefaultDevice()!
let context = CIContext.init(mtlDevice: device, options: [.workingColorSpace: kCFNull])

let w = self.extent.width
let h = self.extent.height
let size = w * h * 4

var bitmap = [UInt8](repeating: 0, count:Int(size))


context.render(self,
                      toBitmap: &bitmap,
                      rowBytes: 4 * Int(w),
                      bounds: self.extent,
                      format: .BGRA8,
                      colorSpace: nil)

此时我 bitmap 包含交错的 BGRA 字节。

要获得 R、G 和 B 的平均值，我所要做的就是这样：

var averageBlue : Int = 0

for x in stride(from:0, through: bitmap.count-4, by: 4) {
  let value = bitmap[Int(x)]
  averageBlue += Int(value)
}

averageBlue /= numberOfPixels

但是这个 for 循环如预期的那样慢得要死。

我正在考虑使用一些 Accelerate 函数，例如

vDSP_meanvD(bitmap, 2, &r, vDSP_Length(numberOfPixels))

但是这个函数要求 bitmap 是 UnsafePointer<Double>...

的数组

我可以将 bitmap 转换成那个，但是那需要一个 for 循环，那很慢...

有没有什么方法可以提取那些 R、G 和 B 像素，并使用一些正在加速的东西来获得它们各自的平均值？

Answer 1

您可以使用 vDSP_vfltu8(_:_:_:_:_:) 将 bitmap 转换为单精度浮点值：

let bitmap: [UInt8] = [1, 10,  50,  0,
                       2, 20, 150,  5,
                       3, 30, 250, 10]

//Blue
var blueFloats = [Float](repeating: 0, count: bitmap.count/4)

vDSP_vfltu8(bitmap,
            vDSP_Stride(4),
            &blueFloats,
            vDSP_Stride(1),
            vDSP_Length(blueFloats.count))

然后使用vDSP_meanv(_:_:_:_:) :

var blue: Float = 0

vDSP_meanv(blueFloats,
           vDSP_Stride(1),
           &blue,
           vDSP_Length(blueFloats.count))

print("blue =", blue)     //2.0

至于红色：

//Red
var redFloats = [Float](repeating: 0, count: bitmap.count/4)

vDSP_vfltu8(UnsafePointer.init(bitmap).advanced(by: 2),
            vDSP_Stride(4),
            &redFloats,
            vDSP_Stride(1),
            vDSP_Length(redFloats.count))

var red: Float = 0

vDSP_meanv(redFloats,
           vDSP_Stride(1),
           &red,
           vDSP_Length(redFloats.count))

print("red =", red) //150.0

Answer 2

正如 ielyamani 所说，您可以使用 vDSP_vfltu8 有效地构建 Float 的缓冲区。

但是，除了遍历该数组四次之外，您还可以使用 cblas_sgemv（或 cblas_sgemm）在一次调用中计算所有四个平均值：

let pixelCount: Int = width * height
let channelsPerPixel: Int = 4

let m: Int32 = Int32(channelsPerPixel)
let n: Int32 = Int32(pixelCount)
let lda = m

var a = [Float](repeating: 0, count: pixelCount * channelsPerPixel)

vDSP_vfltu8(pixelBuffer, vDSP_Stride(1), &a, vDSP_Stride(1), vDSP_Length(pixelCount * channelsPerPixel))

var x = [Float](repeating: 1 / Float(pixelCount), count: pixelCount)

var y = [Float](repeating: 0, count: channelsPerPixel)

cblas_sgemv(CblasColMajor, CblasNoTrans, m, n, 1, &a, lda, &x, 1, 1, &y, 1)

print(y)

使用 Accelerate 平均像素颜色

Averaging the color of pixels with Accelerate

ios

accelerate-framework

vdsp

swift

cblas