VB图像处理之几个常用滤镜的实现

2019-11-18 17:41:29

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供稿：网友

前面讲到了二次线性插值的应用。这一篇来给大家讲一下关于锐化、柔化、扩散、雕刻这几个滤镜的实现。

一、锐化

　　锐化的算法很简单，就是比较相邻的几个像素，把当前像素加上和周围的像素的差就可以了。这里我给出一个示例：

->ABCD
EFGH
IJKL
MNOP->

　　假设有一个图片，4*4，共16个像素，分别用A－－L来代表。我们先观察这个图片，只有中间的F,G,J,K这四个像素的“邻居”是全的。

　　为了简便起见，我们只处理这4个像素，因为在实际的图片中由于图片的大小都很多像素组成，所以周围的一圈像素不做处理不会影响到最终的效果。

　　先计算差值:

->Delta=F-(A B C E G I J K)/8
(A B C E G I J K)/8就是F周围的像素的平均值，->

　　将这个平均值乘以一个系数再加到F上，就得到了一个新的F值：

->F=F Delta*Alpha->

　　这个系数Alpha就是锐化度，改变这个系数就能得到不同的锐化效果。不过一般都是取得比较小的，如：0.3

　　于是，我们只要使用两个循环来遍历整个图片的像素值（去除边界）就能得到一个锐化的效果了。

　　但是大家或许会发现在处理后面几个点的时候，前面的点的值已经不是原来的值了，比如处理G的时候，需要用到F的值，而F则已经被改变，并且F的改变又和G的值有关系，这样就会变成一种循环引用。为了避免整个问题，这里给出一个改良的方法：

->ABCD
EFGH
IJKL
MNOP->

　　我们从A点开始做，将差值计算方法改成:

->Delta=A-(B E F)/3
F=F Delta*Alpha->

　　按照从左到右，从上到下的顺序来扫描所有像素，这时在计算中就不会遇到已经被处理过的像素了，并且因为减少了参与运算的像素，整个处理过程也得以加快。

　　按照我们在《VB图像处理之像素的获取和输出》中已经得到的像素数组。我们可以这样写：

->PublicSubSharp(OptionalByValSharpDgreeAsSingle=0.3)
　DimXAsLong
　DimYAsLong
　DimIxAsLong
　DimIyAsLong
　DimDiffAsLong
　DimDiff1AsLong
　DimDiv1AsSingle
　DimDiv2AsSingle
　DimMaxAsLong
　OnErrorGoToErrLine

　Max=255
　Done=False
　TimeFilter=timeGetTime
　TemplateSize=1
　Sensitivity=Sensitivity*9
　Div1=1 SharpDgree
　Div2=-SharpDgree/3
　ForX=0ToOutPutWid-1
　　ForY=0ToOutPutHei-1
　　　RR=ColOut(0,X,Y)*Div1
　　　GG=ColOut(1,X,Y)*Div1
　　　BB=ColOut(2,X,Y)*Div1
　　　Ix=X 1
　　　Iy=Y 1
　　　R=ColOut(0,Ix,Iy)
　　　R=R ColOut(0,X,Iy) ColOut(0,Ix,Y)
　　　G=ColOut(1,Ix,Iy)
　　　G=G ColOut(1,X,Iy) ColOut(1,Ix,Y)
　　　B=ColOut(2,Ix,Iy)
　　　B=B ColOut(2,X,Iy) ColOut(2,Ix,Y)
　　　R=R*Div2
　　　G=G*Div2
　　　B=B*Div2
　　　RR=RR R
　　　GG=GG G
　　　BB=BB B
　　　IfRR<0ThenRR=0
　　　IfRR>MaxThenRR=Max
　　　IfGG<0ThenGG=0
　　　IfGG>MaxThenGG=Max
　　　IfBB<0ThenBB=0
　　　IfBB>MaxThenBB=Max
　　　ColOut(0,X,Y)=RR
　　　ColOut(1,X,Y)=GG
　　　ColOut(2,X,Y)=BB
　　Next
　Next

　Done=True
　TimeFilter=timeGetTime-TimeFilter
　ExitSub
ErrLine:
　Done=True
　MsgBoxErr.Description
EndSub->

　　因为在计算新的像素的过程中会出现新的值大于255或小于0的情况，因此必须在计算完成后判断。

　　所用到的全局变量：

->PublicTimeFilterAsLong'用于记录滤镜处理所花费的时间
DimRRAsLong'用于保存红色分量
DimGGAsLong'用于保存绿色分量
DimBBAsLong'用于保存蓝色分量->

　　原图：

->->

　　锐化效果：

->->

->二、柔化

　　柔化的算法和锐化相近似，不过作用正好相反，就是把当前点用周围几个点的平均值来代替。

->ABCD
EFGH
IJKL
MNOP->

　　计算方法：

->F=(A B C E F G I J K)/9
G=(B C D F G H J K L)/9
...
...->

　　具体的程序，我这里就不罗嗦了，大家只要把上面的程序小小改动一下就可以了。

　　原图：

->->

　　柔化效果：

->->

三、扩散

　　产生一种类似水彩画的效果。

　　算法很简单，就是将当前点用周围的随即的点来代替。

->ABCD
EFGH
IJKL
MNOP->

　　F点可以从它周围的A,B,C,E,G,I,J,K中任意选一点代替。
　　G点可以从它周围的B,C,D,F,H,J,K,L中任意选一点代替。
　　J点可以从它周围的E,F,G,I,K,M,N,O中任意选一点代替。
　　K点可以从它周围的F,G,H,J,L,N,O,P中任意选一点代替。

　　至于选哪一点，可以用一个随即数来选定。

　　原图：

->->

　　扩散效果：

->->

四、雕刻

　　将相邻的两个像素相减，得到的差加上127作为新的值

->ABCD
EFGH
IJKL
MNOP->

　　如果我们按照从左向右的方向来“雕刻”

->A=B-A 127
B=C-B 127
C=D-C 127
...->

　　如果我们按照从上向下的方向来“雕刻”

->A=E-A 127
B=F-B 127
C=G-C 127
...->

　　当然我们还可以从更多的方向来“雕刻”比如：向左下、右上、左上、右下...等等，一共8个可以选择的方向。

　　另外这个127，就是“雕刻”效果后的亮度。我们可以把雕刻方向和亮度都作为参数写到过程中

->PublicSubEmboss(OptionalEmbossDirectionAsInteger,OptionalLightenessAsInteger)
...->

　　原图：

->->

　　柔化效果：

->->

　　这几个滤镜的算法都比较简单，很容易用VB来实现。->->

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