如何使用CoreImage创建平滑阈值滤镜？

Question

是否有现有的滤波器可以用作平滑阈值？我的意思是像素值应在两个值之间进行阈值处理，但中间值应进行插值。

基本上，我正在尝试实现这个：

https://www.filterforge.com/wiki/index.php/Thresholds#Interpolation_.28.22Blending.22.29

- joelg

Answer 1

您需要使用Core Image Kernel语言和CIColorKernel编写自己的代码。

我建议使用smoothstep，并传入两个边缘值以及当前像素的亮度。CIKL可能如下所示:

kernel vec4 color(__sample pixel, float inputEdgeO, float inputEdge1)
{
    float luma = dot(pixel.rgb, vec3(0.2126, 0.7152, 0.0722));
    float threshold = smoothstep(inputEdgeO, inputEdge1, luma);
    return vec4(threshold, threshold, threshold, 1.0);
}

你可以使用以下代码将其包装为 CIFilter ：

class SmoothThreshold: CIFilter
{
    var inputImage : CIImage?
    var inputEdgeO: CGFloat = 0.25
    var inputEdge1: CGFloat = 0.75

    var colorKernel = CIColorKernel(string:
        "kernel vec4 color(__sample pixel, float inputEdgeO, float inputEdge1)" +
        "{" +
        "    float luma = dot(pixel.rgb, vec3(0.2126, 0.7152, 0.0722));" +
        "    float threshold = smoothstep(inputEdgeO, inputEdge1, luma);" +
        "    return vec4(threshold, threshold, threshold, 1.0);" +
        "}"
    )

    override var outputImage: CIImage!
    {
        guard let inputImage = inputImage,
            colorKernel = colorKernel else
        {
            return nil
        }

        let extent = inputImage.extent
        let arguments = [inputImage,
                         inputEdgeO,
                         inputEdge1]

        return colorKernel.applyWithExtent(extent,
                                           arguments: arguments)
    }
}

请注意，您需要确保inputEdge0小于inputEdge1，否则smoothstep会有些疯狂。您还可以使用saturate将它们限制在0到1之间。请参考CIFilter.registerFilterName，它将允许您使用熟悉的语法创建SmoothThreshold的实例，虽然以下方法也可以正常工作：

let image = CIImage(image: UIImage(named: "monalisa.jpg")!)!

let filter = SmoothThreshold()
filter.inputImage = image

let final = filter.outputImage

干杯！

西蒙

- Flex Monkey

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谢谢！我主要对算法感兴趣，因为我熟悉创建内核。为什么要比较亮度通道？（我只对比较RGB值的平均值感兴趣，但我仍然好奇亮度背后的原因）。 - joelg

根据使用情况而定：如果是通过感知亮度进行阈值处理，则平均值并不完全正确。纯绿色（0,1,0）比纯蓝色（0,0,1）要亮得多，但其平均值相同。 - Flex Monkey

是的，完全有道理。归根结底，我只是试图完成这里描述的内容：https://www.filterforge.com/wiki/index.php/Thresholds#Interpolation_.28.22Blending.22.29 - joelg

Answer 2

这对我来说最终起作用了：

[CIColorKernel kernelWithString:
              @"kernel vec4 threshold(__sample s, float thresh) {\n"
                "float avg = (s.r + s.g + s.b) / 3.0;\n"
                "float val = smoothstep(0.0, thresh, avg);"
                "return vec4(val, val, val, 1.0);\n}"];

- joelg