Преобразование изображения в оттенки серого

Ответ 1

Что именно происходит при использовании этой функции? Является ли функция возвратом недопустимого изображения или отображается на дисплее неправильно?

Это метод, который я использую для преобразования в оттенки серого.

- (UIImage *) convertToGreyscale:(UIImage *)i {

    int kRed = 1;
    int kGreen = 2;
    int kBlue = 4;

    int colors = kGreen | kBlue | kRed;
    int m_width = i.size.width;
    int m_height = i.size.height;

    uint32_t *rgbImage = (uint32_t *) malloc(m_width * m_height * sizeof(uint32_t));
    CGColorSpaceRef colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
    CGContextRef context = CGBitmapContextCreate(rgbImage, m_width, m_height, 8, m_width * 4, colorSpace, kCGBitmapByteOrder32Little | kCGImageAlphaNoneSkipLast);
    CGContextSetInterpolationQuality(context, kCGInterpolationHigh);
    CGContextSetShouldAntialias(context, NO);
    CGContextDrawImage(context, CGRectMake(0, 0, m_width, m_height), [i CGImage]);
    CGContextRelease(context);
    CGColorSpaceRelease(colorSpace);

    // now convert to grayscale
    uint8_t *m_imageData = (uint8_t *) malloc(m_width * m_height);
    for(int y = 0; y < m_height; y++) {
        for(int x = 0; x < m_width; x++) {
            uint32_t rgbPixel=rgbImage[y*m_width+x];
            uint32_t sum=0,count=0;
            if (colors & kRed) {sum += (rgbPixel>>24)&255; count++;}
            if (colors & kGreen) {sum += (rgbPixel>>16)&255; count++;}
            if (colors & kBlue) {sum += (rgbPixel>>8)&255; count++;}
            m_imageData[y*m_width+x]=sum/count;
        }
    }
    free(rgbImage);

    // convert from a gray scale image back into a UIImage
    uint8_t *result = (uint8_t *) calloc(m_width * m_height *sizeof(uint32_t), 1);

    // process the image back to rgb
    for(int i = 0; i < m_height * m_width; i++) {
        result[i*4]=0;
        int val=m_imageData[i];
        result[i*4+1]=val;
        result[i*4+2]=val;
        result[i*4+3]=val;
    }

    // create a UIImage
    colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
    context = CGBitmapContextCreate(result, m_width, m_height, 8, m_width * sizeof(uint32_t), colorSpace, kCGBitmapByteOrder32Little | kCGImageAlphaNoneSkipLast);
    CGImageRef image = CGBitmapContextCreateImage(context);
    CGContextRelease(context);
    CGColorSpaceRelease(colorSpace);
    UIImage *resultUIImage = [UIImage imageWithCGImage:image];
    CGImageRelease(image);

    free(m_imageData);

    // make sure the data will be released by giving it to an autoreleased NSData
    [NSData dataWithBytesNoCopy:result length:m_width * m_height];

    return resultUIImage;
}

Ответ 2

Мне нужна версия, которая сохранила альфа-канал, поэтому я изменил код, опубликованный Dutchie432:

@implementation UIImage (grayscale)

typedef enum {
    ALPHA = 0,
    BLUE = 1,
    GREEN = 2,
    RED = 3
} PIXELS;

- (UIImage *)convertToGrayscale {
    CGSize size = [self size];
    int width = size.width;
    int height = size.height;

    // the pixels will be painted to this array
    uint32_t *pixels = (uint32_t *) malloc(width * height * sizeof(uint32_t));

    // clear the pixels so any transparency is preserved
    memset(pixels, 0, width * height * sizeof(uint32_t));

    CGColorSpaceRef colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();

    // create a context with RGBA pixels
    CGContextRef context = CGBitmapContextCreate(pixels, width, height, 8, width * sizeof(uint32_t), colorSpace, 
                                                 kCGBitmapByteOrder32Little | kCGImageAlphaPremultipliedLast);

    // paint the bitmap to our context which will fill in the pixels array
    CGContextDrawImage(context, CGRectMake(0, 0, width, height), [self CGImage]);

    for(int y = 0; y < height; y++) {
        for(int x = 0; x < width; x++) {
            uint8_t *rgbaPixel = (uint8_t *) &pixels[y * width + x];

            // convert to grayscale using recommended method: http://en.wikipedia.org/wiki/Grayscale#Converting_color_to_grayscale
            uint32_t gray = 0.3 * rgbaPixel[RED] + 0.59 * rgbaPixel[GREEN] + 0.11 * rgbaPixel[BLUE];

            // set the pixels to gray
            rgbaPixel[RED] = gray;
            rgbaPixel[GREEN] = gray;
            rgbaPixel[BLUE] = gray;
        }
    }

    // create a new CGImageRef from our context with the modified pixels
    CGImageRef image = CGBitmapContextCreateImage(context);

    // we're done with the context, color space, and pixels
    CGContextRelease(context);
    CGColorSpaceRelease(colorSpace);
    free(pixels);

    // make a new UIImage to return
    UIImage *resultUIImage = [UIImage imageWithCGImage:image];

    // we're done with image now too
    CGImageRelease(image);

    return resultUIImage;
}

@end

Ответ 3

Вот код, использующий только режим UIKit и bluminity. Немного взлома, но он работает хорошо.

// Transform the image in grayscale.
- (UIImage*) grayishImage: (UIImage*) inputImage {

    // Create a graphic context.
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(inputImage.size, YES, 1.0);
    CGRect imageRect = CGRectMake(0, 0, inputImage.size.width, inputImage.size.height);

    // Draw the image with the luminosity blend mode.
    // On top of a white background, this will give a black and white image.
    [inputImage drawInRect:imageRect blendMode:kCGBlendModeLuminosity alpha:1.0];

    // Get the resulting image.
    UIImage *filteredImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    UIGraphicsEndImageContext();

    return filteredImage;

}

Чтобы сохранить прозрачность, возможно, вы можете просто установить параметр режима opaque параметра UIGraphicsBeginImageContextWithOptions на NO. Необходимо проверить.

Ответ 4

На основе кода Cam с возможностью работы со шкалой для дисплеев Retina.

- (UIImage *) toGrayscale 
{
    const int RED = 1;
    const int GREEN = 2;
    const int BLUE = 3;

    // Create image rectangle with current image width/height
    CGRect imageRect = CGRectMake(0, 0, self.size.width * self.scale, self.size.height * self.scale);

    int width = imageRect.size.width;
    int height = imageRect.size.height;

    // the pixels will be painted to this array
    uint32_t *pixels = (uint32_t *) malloc(width * height * sizeof(uint32_t));

    // clear the pixels so any transparency is preserved
    memset(pixels, 0, width * height * sizeof(uint32_t));

    CGColorSpaceRef colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();

    // create a context with RGBA pixels
    CGContextRef context = CGBitmapContextCreate(pixels, width, height, 8, width * sizeof(uint32_t), colorSpace, 
                                                 kCGBitmapByteOrder32Little | kCGImageAlphaPremultipliedLast);

    // paint the bitmap to our context which will fill in the pixels array
    CGContextDrawImage(context, CGRectMake(0, 0, width, height), [self CGImage]);

    for(int y = 0; y < height; y++) {
        for(int x = 0; x < width; x++) {
            uint8_t *rgbaPixel = (uint8_t *) &pixels[y * width + x];

            // convert to grayscale using recommended method: http://en.wikipedia.org/wiki/Grayscale#Converting_color_to_grayscale
            uint8_t gray = (uint8_t) ((30 * rgbaPixel[RED] + 59 * rgbaPixel[GREEN] + 11 * rgbaPixel[BLUE]) / 100); 

            // set the pixels to gray
            rgbaPixel[RED] = gray;
            rgbaPixel[GREEN] = gray;
            rgbaPixel[BLUE] = gray;
        }
    }

    // create a new CGImageRef from our context with the modified pixels
    CGImageRef image = CGBitmapContextCreateImage(context);

    // we're done with the context, color space, and pixels
    CGContextRelease(context);
    CGColorSpaceRelease(colorSpace);
    free(pixels);

    // make a new UIImage to return
    UIImage *resultUIImage = [UIImage imageWithCGImage:image
                                                 scale:self.scale 
                                           orientation:UIImageOrientationUp];

    // we're done with image now too
    CGImageRelease(image);

    return resultUIImage;
}

Ответ 5

Мне понравился ответ Матье Годарт, но он, похоже, не работал должным образом для изображений сетчатки или альфа. Здесь обновленная версия, которая работает для меня обоих:

- (UIImage*)convertToGrayscale
{
    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(self.size, NO, self.scale);
    CGRect imageRect = CGRectMake(0.0f, 0.0f, self.size.width, self.size.height);

    CGContextRef ctx = UIGraphicsGetCurrentContext();

    // Draw a white background
    CGContextSetRGBFillColor(ctx, 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);
    CGContextFillRect(ctx, imageRect);

    // Draw the luminosity on top of the white background to get grayscale
    [self drawInRect:imageRect blendMode:kCGBlendModeLuminosity alpha:1.0f];

    // Apply the source image alpha
    [self drawInRect:imageRect blendMode:kCGBlendModeDestinationIn alpha:1.0f];

    UIImage* grayscaleImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
    UIGraphicsEndImageContext();

    return grayscaleImage;
}

Ответ 6

Разный подход с CIFilter. Сохраняет альфа-канал и работает с прозрачным фоном:

+ (UIImage *)convertImageToGrayScale:(UIImage *)image
{
    CIImage *inputImage = [CIImage imageWithCGImage:image.CGImage];
    CIContext *context = [CIContext contextWithOptions:nil];

    CIFilter *filter = [CIFilter filterWithName:@"CIColorControls"];
    [filter setValue:inputImage forKey:kCIInputImageKey];
    [filter setValue:@(0.0) forKey:kCIInputSaturationKey];

    CIImage *outputImage = filter.outputImage;

    CGImageRef cgImageRef = [context createCGImage:outputImage fromRect:outputImage.extent];

    UIImage *result = [UIImage imageWithCGImage:cgImageRef];
    CGImageRelease(cgImageRef);

    return result;

}

Ответ 7

Быстрое расширение до UIImage, сохраняющее альфа:

extension UIImage {

    private func convertToGrayScaleNoAlpha() -> CGImageRef {
        let colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceGray();
        let bitmapInfo = CGBitmapInfo(CGImageAlphaInfo.None.rawValue)
        let context = CGBitmapContextCreate(nil, UInt(size.width), UInt(size.height), 8, 0, colorSpace, bitmapInfo)
        CGContextDrawImage(context, CGRectMake(0, 0, size.width, size.height), self.CGImage)
        return CGBitmapContextCreateImage(context)
    }


    /**
        Return a new image in shades of gray + alpha
    */
     func convertToGrayScale() -> UIImage {
        let bitmapInfo = CGBitmapInfo(CGImageAlphaInfo.Only.rawValue)
        let context = CGBitmapContextCreate(nil, UInt(size.width), UInt(size.height), 8, 0, nil, bitmapInfo)
        CGContextDrawImage(context, CGRectMake(0, 0, size.width, size.height), self.CGImage);
        let mask = CGBitmapContextCreateImage(context)
        return UIImage(CGImage: CGImageCreateWithMask(convertToGrayScaleNoAlpha(), mask), scale: scale, orientation:imageOrientation)!
    }
}

Ответ 8

Вот еще одно хорошее решение как метод категории на UIImage. Он основан на этом сообщении в блоге и его комментариях. Но я исправил проблему с памятью здесь:

- (UIImage *)grayScaleImage {
    // Create image rectangle with current image width/height
    CGRect imageRect = CGRectMake(0, 0, self.size.width * self.scale, self.size.height * self.scale);
    // Grayscale color space
    CGColorSpaceRef colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceGray();
    // Create bitmap content with current image size and grayscale colorspace
    CGContextRef context = CGBitmapContextCreate(nil, self.size.width * self.scale, self.size.height * self.scale, 8, 0, colorSpace, kCGImageAlphaNone);
    // Draw image into current context, with specified rectangle
    // using previously defined context (with grayscale colorspace)
    CGContextDrawImage(context, imageRect, [self CGImage]);
    // Create bitmap image info from pixel data in current context
    CGImageRef grayImage = CGBitmapContextCreateImage(context);
    // release the colorspace and graphics context
    CGColorSpaceRelease(colorSpace);
    CGContextRelease(context);
    // make a new alpha-only graphics context
    context = CGBitmapContextCreate(nil, self.size.width * self.scale, self.size.height * self.scale, 8, 0, nil, kCGImageAlphaOnly);
    // draw image into context with no colorspace
    CGContextDrawImage(context, imageRect, [self CGImage]);
    // create alpha bitmap mask from current context
    CGImageRef mask = CGBitmapContextCreateImage(context);
    // release graphics context
    CGContextRelease(context);
    // make UIImage from grayscale image with alpha mask
    CGImageRef cgImage = CGImageCreateWithMask(grayImage, mask);
    UIImage *grayScaleImage = [UIImage imageWithCGImage:cgImage scale:self.scale orientation:self.imageOrientation];
    // release the CG images
CGImageRelease(cgImage);
    CGImageRelease(grayImage);
    CGImageRelease(mask);
    // return the new grayscale image
    return grayScaleImage;
}

Ответ 9

быстрая и эффективная реализация Swift 3 для iOS 9/10.. Я чувствую, что это эффективно, когда мы пробовали каждый метод фильтрации изображений, который я мог найти для обработки 100 изображений за раз (при загрузке с использованием AlamofireImage ImageFilter). Я решил использовать этот метод как FAR лучше, чем любой другой, который я пробовал (для моего использования) с точки зрения памяти и скорости.

func convertToGrayscale() -> UIImage? {

    UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(self.size, false, self.scale)
    let imageRect = CGRect(x: 0.0, y: 0.0, width: self.size.width, height: self.size.height)
    let context = UIGraphicsGetCurrentContext()

    // Draw a white background
    context!.setFillColor(red: 1.0, green: 1.0, blue: 1.0, alpha: 1.0)
    context!.fill(imageRect)

    // optional: increase contrast with colorDodge before applying luminosity 
    // (my images were too dark when using just luminosity - you may not need this)
    self.draw(in: imageRect, blendMode: CGBlendMode.colorDodge, alpha: 0.7)


    // Draw the luminosity on top of the white background to get grayscale of original image
    self.draw(in: imageRect, blendMode: CGBlendMode.luminosity, alpha: 0.90)

    // optional: re-apply alpha if your image has transparency - based on user1978534 answer (I haven't tested this as I didn't have transparency - I just know this would be the the syntax)
    // self.draw(in: imageRect, blendMode: CGBlendMode.destinationIn, alpha: 1.0)

    let grayscaleImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext()
    UIGraphicsEndImageContext()
    return grayscaleImage
}

Повторное использование colorDodge: у меня изначально возникали проблемы с получением моих изображений достаточно легкими, чтобы соответствовать цветовой гамме серого, созданной с использованием CIFilter ( "CIPhotoEffectTonal" ) - мои результаты оказались слишком темными. Я смог получить достойный матч, применив CGBlendMode.colorDodge @~ 0.7 alpha, что, кажется, увеличивает общий контраст.

Другие эффекты цветной смешивания могут работать тоже, но я думаю, что вы захотите применить до яркости, что является эффектом фильтрации оттенков серого. Я нашел эту страницу очень полезной для ссылки на разные BlendModes.

Достигнутый коэффициент эффективности: Мне нужно обработать 100 эскизов, загружаемых с сервера (используя AlamofireImage для загрузки, кеширования и применения фильтра). Я начал испытывать сбои, когда общий размер моих изображений превысил размер кеша, поэтому я экспериментировал с другими методами.

Основанный на CoreImage подход CIFilter на основе CoreImage был первым, что я пробовал, и недостаточно эффективен для количества обработанных изображений.

Я также попытался применить CIFilter через графический процессор, используя EAGLContext(api: .openGLES3), который был на самом деле еще более интенсивным в памяти - на самом деле я получил предупреждения о памяти при использовании 450+ мб при загрузке 200 + изображений.

Я пробовал обработку растрового изображения (т.е. CGContext(data: nil, width: width, height: height, bitsPerComponent: 8, bytesPerRow: 0, space: colorSpace, bitmapInfo: CGImageAlphaInfo.none.rawValue)..., который работал хорошо, за исключением того, что я не мог получить достаточно высокое разрешение для современного устройства сетчатки. Изображения были очень зернистые, даже когда я добавил context.scaleBy(x: scaleFactor, y: scaleFactor).

Таким образом, из всего, что я пробовал, этот метод (UIGraphics Context Draw) должен быть VASTLY более эффективным для скорости и памяти при применении в качестве фильтра для AlamofireImage. Как и в случае с просмотром менее 200 мб при обработке моих 200+ изображений, и они в основном загружаются мгновенно, а не более чем на 35 секунд, которые потребовались с помощью методов openEAGL. Я знаю, что это не очень научные ориентиры. Я буду использовать инструмент, если кому-то очень любопытно:)

И, наконец, если вам нужно передать тот или иной фильтр оттенков серого в AlamofireImage - вот как это сделать: (обратите внимание, что вы должны импортировать AlamofireImage в свой класс для использования ImageFilter)

public struct GrayScaleFilter: ImageFilter {
    public init() {
    }

    public var filter: (UIImage) -> UIImage {
        return { image in
            return image.convertToGrayscale() ?? image
        }
    }
}

Чтобы использовать его, создайте фильтр следующим образом и перейдите в af_setImage следующим образом:

let filter = GrayScaleFilter()
imageView.af_setImage(withURL: url, filter: filter)

Ответ 10

@interface UIImageView (Settings)

- (void)convertImageToGrayScale;

@end

@implementation UIImageView (Settings)

- (void)convertImageToGrayScale
{
    // Create image rectangle with current image width/height
    CGRect imageRect = CGRectMake(0, 0, self.image.size.width, self.image.size.height);

    // Grayscale color space
    CGColorSpaceRef colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceGray();

    // Create bitmap content with current image size and grayscale colorspace
    CGContextRef context = CGBitmapContextCreate(nil, self.image.size.width, self.image.size.height, 8, 0, colorSpace, kCGImageAlphaNone);

    // Draw image into current context, with specified rectangle
    // using previously defined context (with grayscale colorspace)
    CGContextDrawImage(context, imageRect, [self.image CGImage]);

    // Create bitmap image info from pixel data in current context
    CGImageRef imageRef = CGBitmapContextCreateImage(context);

    // Create a new UIImage object
    UIImage *newImage = [UIImage imageWithCGImage:imageRef];

    // Release colorspace, context and bitmap information
    CGColorSpaceRelease(colorSpace);
    CGContextRelease(context);
    CFRelease(imageRef);

    // Return the new grayscale image
    self.image = newImage;
}

@end

Ответ 11

У меня есть еще один ответ. Это очень эффектно и обрабатывает графику сетчатки, а также прозрачность. Он расширяет подход Саргиса Геворкяна:

+ (UIImage*) grayScaleFromImage:(UIImage*)image opaque:(BOOL)opaque
{
// NSTimeInterval start = [NSDate timeIntervalSinceReferenceDate];

CGSize size = image.size;

CGRect bounds = CGRectMake(0, 0, size.width, size.height);

// Create bitmap content with current image size and grayscale colorspace
CGColorSpaceRef colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceGray();
size_t bitsPerComponent = 8;
size_t bytesPerPixel = opaque ? 1 : 2;
size_t bytesPerRow = bytesPerPixel * size.width * image.scale;
CGContextRef context = CGBitmapContextCreate(nil, size.width, size.height, bitsPerComponent, bytesPerRow, colorSpace, opaque ? kCGImageAlphaNone : kCGImageAlphaPremultipliedLast);

// create image from bitmap
CGContextDrawImage(context, bounds, image.CGImage);
CGImageRef cgImage = CGBitmapContextCreateImage(context);
UIImage* result = [[UIImage alloc] initWithCGImage:cgImage scale:image.scale orientation:UIImageOrientationUp];
CGImageRelease(cgImage);
CGContextRelease(context);

// performance results on iPhone 6S+ in Release mode.
// Results are in photo pixels, not device pixels:
//  ~ 5ms for 500px x 600px
//  ~ 15ms for 2200px x 600px
// NSLog(@"generating %d x %d @ %dx grayscale took %f seconds", (int)size.width, (int)size.height, (int)image.scale, [NSDate timeIntervalSinceReferenceDate] - start);

return result;
}

Использование режимов смешивания является элегантным, но копирование в растровое изображение в оттенках серого более показательно, потому что вы используете только один или два цветовых канала вместо четырех. Прозрачность bool предназначена для захвата вашего непрозрачного флага UIView, поэтому вы можете отказаться от использования альфа-канала, если знаете, что он вам не понадобится.

Я не пробовал решения на основе Core Image в этом потоке ответов, но я бы очень осторожно относился к использованию Core Image, если производительность важна.

Ответ 12

Это моя попытка конвертировать быстро, рисуя непосредственно в цветовом пространстве оттенков серого без каждого перечисления пикселей. Он работает в 10 раз быстрее, чем CIImageFilter.

@implementation UIImage (Grayscale)

static UIImage *grayscaleImageFromCIImage(CIImage *image, CGFloat scale)
{
    CIImage *blackAndWhite = [CIFilter filterWithName:@"CIColorControls" keysAndValues:kCIInputImageKey, image, kCIInputBrightnessKey, @0.0, kCIInputContrastKey, @1.1, kCIInputSaturationKey, @0.0, nil].outputImage;
    CIImage *output = [CIFilter filterWithName:@"CIExposureAdjust" keysAndValues:kCIInputImageKey, blackAndWhite, kCIInputEVKey, @0.7, nil].outputImage;
    CGImageRef ref = [[CIContext contextWithOptions:nil] createCGImage:output fromRect:output.extent];
    UIImage *result = [UIImage imageWithCGImage:ref scale:scale orientation:UIImageOrientationUp];
    CGImageRelease(ref);
    return result;
}

static UIImage *grayscaleImageFromCGImage(CGImageRef imageRef, CGFloat scale)
{
    NSInteger width = CGImageGetWidth(imageRef) * scale;
    NSInteger height = CGImageGetHeight(imageRef) * scale;

    NSMutableData *pixels = [NSMutableData dataWithLength:width*height];
    CGColorSpaceRef colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceGray();
    CGContextRef context = CGBitmapContextCreate(pixels.mutableBytes, width, height, 8, width, colorSpace, 0);

    CGContextDrawImage(context, CGRectMake(0, 0, width, height), imageRef);
    CGImageRef ref = CGBitmapContextCreateImage(context);
    UIImage *result = [UIImage imageWithCGImage:ref scale:scale orientation:UIImageOrientationUp];

    CGContextRelease(context);
    CGColorSpaceRelease(colorSpace);
    CGImageRelease(ref);

    return result;
}

- (UIImage *)grayscaleImage
{
    if (self.CIImage) {
        return grayscaleImageFromCIImage(self.CIImage, self.scale);
    } else if (self.CGImage) {
        return grayscaleImageFromCGImage(self.CGImage, self.scale);
    }

    return nil;
}

@end