如何计算卤化物中的色度图像？

Question

我目前正在评估 Halide 是否适合我的课程。作为一个简短的 Hello Halide 示例，我想将 rgb 图像转换为 hsl space。然而，在尝试的时候，我卡在了第一阶段。

为了转换为 hsl，我需要先计算 chroma 图像。这是给定像素的最大和最小通道值之间的差异。我试图在文档中找到类似的东西，但我找不到。我如何在 Halide 中执行此操作？

在 C++ 中，它类似于：

for (auto y = 0; y < image.height(); ++y)
    for (auto x = 0; x < image.width(); ++x)
    {
        auto maximum = 0;
        auto minimum = 255;
        for (auto c = 0; c < image.channels(); ++c)
        {
            if (image(x, y, c) < minimum)
                minimum = image(x, y, c);
            if (image(x, y, c) > maximum)
                maximum = image(x, y, c);
        }
        chroma(x, y) = maximum - minimum;
    }

Answer 1

下面是一个将 RGB 转换为 HSL 的 Halide 程序示例：

#include <Halide.h>
#include <halide_image_io.h>
using namespace Halide;
using namespace Halide::Tools;

int main(int argc, char *argv[]) {
    Buffer<float> input = load_and_convert_image(argv[1]);

    Func max_channels, min_channels, chroma, result_hsl;
    Var x, y, c;

    Expr R = input(x, y, 0);
    Expr G = input(x, y, 1);
    Expr B = input(x, y, 2);

    max_channels(x, y) = max(R, G, B);
    min_channels(x, y) = min(R, G, B);
    chroma(x, y) = max_channels(x, y) - min_channels(x, y);

    Expr V = max_channels(x, y);
    Expr C = chroma(x, y);

    Expr H = select(C == 0, 0,
                    R == V, 60 * (0 + (G - B) / C),
                    G == V, 60 * (2 + (B - R) / C),
                    60 * (4 + (R - G) / C)) /
             360;
    Expr L = V - C / 2;
    Expr S = (V - L) / min(L, 1 - L);

    result_hsl(x, y, c) = select(
            c == 0, H,
            c == 1, S,
            L);

    result_hsl
            .bound(c, 0, 3)
            .reorder(c, x, y)
            .unroll(c, 3);

    Buffer<float> result = result_hsl.realize({input.width(), input.height(), 3});

    convert_and_save_image(result, argv[2]);
}

这里是 CMakeLists.txt 我用来构建它的：

cmake_minimum_required(VERSION 3.20)
project(rgb_to_hsl)

find_package(Halide REQUIRED)

add_executable(rgb_to_hsl main.cpp)
target_link_libraries(rgb_to_hsl PRIVATE Halide::Halide Halide::ImageIO)

这里的实际 HSL 转换可能存在错误，但它应该仍然展示了重要的想法。请注意这里有一件违反直觉的事情：我们 bound() 和 unroll() 通道维度（在 reorder()-ing 最里面之后）以避免该数学的任何循环/分支开销。

如何计算卤化物中的色度图像？

How to calculate chroma image in Halide?

c++

image-processing

halide