网站更改公司需要重新备案吗,wordpress 会员可见,北京 网站设计招聘信息,网站运营是做啥的欢迎大家前往由前言高斯模糊是图像处理中几乎每个程序员都或多或少听过的名词#xff0c;但是对其原理大家可能并不了解#xff0c;只知道通过高斯模糊能实现图像毛玻璃效果。本文首先介绍图像处理中最基本的概念#xff1a;卷积#xff1b;随后介绍高斯模糊的核心内容但是对其原理大家可能并不了解只知道通过高斯模糊能实现图像毛玻璃效果。本文首先介绍图像处理中最基本的概念卷积随后介绍高斯模糊的核心内容高斯滤波器接着我们从头实现了一个Java版本的高斯模糊算法以及实现RenderScript版本。由于我们自己实现的Java版本的高斯模糊算法的效率太低因此最后介绍比较有名的高斯模糊的开源项目Blurry以及BlurKit-Android。BlurDemo是本文的配套DemoDemo1Java版本的高斯模糊的简单实现。Demo2RenderScript的高斯模糊实现。Demo3BlurKit-Android的基本使用。Demo4Blurry的基本使用。卷积本文只讨论图像而图像可以表示为二维矩阵其中每个元素为ARGB像素值因此这里讨论二维矩阵的卷积操作。卷积(Convolution)是图像处理中最基本的操作就是一个二维矩阵A(M*N)和一个二维矩阵B(m*n)做若干操作生成一个新的二维矩阵C(M*N)其中m和n远小于M和NB称为卷积核(kernel)又称滤波器矩阵或模板。这里举个卷积的例子如图上图中最左边的是源矩阵(8*8)中间是卷积核(3*3半径为1)最右边是通过对前面两个矩阵做卷积生成的结果矩阵。图中如果我们要求出结果矩阵中第二行第二列的元素的值则把卷积核的中心元素(值为0)和源矩阵的第二行第二列(值为6)对齐然后求加权和即图中的公式最后得到-3。我们再举一个例子上图也展示了如何做卷积的过程比如要求出结果矩阵中第一行第一列的值则把卷积核的中心对准源矩阵的第一行第一列发现部分区域超出源矩阵的范围了(图中红色部分)解决方法有很多这里的方案是用边界值填充。接着做加权和结果为-5。接着用同样的方法依次计算结果矩阵的每个元素即可。通常来说卷积核需要满足宽和高都为奇数这样才会有半径和中心的概念。元素总和为1。滤波器均值滤波器均值滤波器(Mean Filter)是最简单的一种滤波器它是最粗糙的一种模糊图像的方法高斯滤波是均值滤波的高级版本。实际上不同的滤波器就是通过改变卷积核(滤波器)从而改变最后的结果矩阵中间步骤都一样都是求加权和。均值滤波器的卷积核通常是m*m的矩阵其中每个元素为1/(m^2)可以看出卷积核的元素总和为1。比如3*3的均值滤波器卷积核的每个元素就是1/9。高斯滤波器高斯滤波器是均值滤波器的高级版本唯一的区别在于均值滤波器的卷积核的每个元素都相同而高斯滤波器的卷积核的元素服从高斯分布。高斯滤波器是基于二维的高斯分布函数因此首先介绍二维高斯分布函数。二维高斯分布函数和图如下其中x和y表示卷积核中某个元素横坐标和纵坐标距离中心点的距离。sigma控制曲线的平缓程度值越大越平缓最高点越低。我们可以轻易看出当x0且y0时值最大即卷积核的中心点权重最大。比如卷积核中一个元素距离中心点横向距离2纵向距离1那么x2,y1就能求出该元素的值。当然为了保证卷积核元素总和为1最后每个元素都需要除以卷积核中所有元素之和。怎么确定卷积核的大小呢确定sigma之后虽然不管距离中心点多远该元素的高斯分布函数值总为非负数但是根据经验卷积核的半径定为3*sigma因此宽高为6*sigma1。如果高斯滤波器的卷积核是二维的(m*n)则算法复杂度为O(m*n*M*N)复杂度较高因此接下来我们对算法复杂度进行优化。一维的高斯分布函数和图如下实际上二维高斯分布函数可以分解为两个一维高斯分布函数相乘如下因此原本的源矩阵和二维卷积核做卷积等价于源矩阵先与1*m的一维卷积核做卷积再与m*1的一维卷积核做卷积。一维卷积核的半径仍定为3*sigma。此时算法复杂度变为O(2*m*M*N)。高斯模糊的实现Java版本这里实现了简单版本的高斯模糊通过使用横向和纵向的一维高斯滤波器分别对源矩阵卷积通过设置sigma的大小能控制图片的模糊程度值越大越模糊。但是算法速度仍比较慢建议直接使用RenderScript版本或直接使用成熟的开源项目。效果如下RenderScript版本RenderScript是Android提出的一个计算密集型任务的高性能框架能并行的处理任务他可以充分利用多核CPU和GPU你不需要管怎么调度你的任务只需要管任务具体做什么。这里不深入介绍RenderScript因为RenderScript已经提供了一个实现高斯模糊的类ScriptIntrinsicBlur。实现起来非常简单开源项目关于Android图像模糊的开源项目有很多比如Blurry是专门针对Bitmap或View做模糊可以设置模糊的基底色而且还能对模糊操作异步化BlurKit-Android也能对Bitmap做高斯模糊(内部通过RenderScript实现)但最吸引人的是实现了毛玻璃的遮罩效果如下BlurKit-Android支持的最低版本是Android 4.1(API 16)因此如果应用需要支持的最低版本是4.0则不能使用该库Blurry支持的最低版本是3.0。BlurKit-Android配置过程如下在build.gradle中设置compile com.wonderkiln:blurkit:1.0.0并在defaultConfig中设置renderscriptTargetApi 24和renderscriptSupportModeEnabled true。在Application的onCreate()最开始处加入BlurKit.init(this);。配置完成后通过调用BlurKit.getInstance().blur(Bitmap src, int radius);实现高斯模糊并会把高斯模糊的结果图写入src其中0该库还提供了fastBlur()实现速度更快的高斯模糊和blur()的区别在于fastBlur()在高斯模糊之前对图片采样使得图片大小缩小好几倍从而加快高斯模糊的速度。这种加快速度的方法是合理的因为高斯模糊并不需要原图像很精确的信息。BlurKit-Android最吸引人的是提供高斯模糊的遮罩(BlurLayout)随着遮罩下面的内容的变化高斯模糊效果也会随之改变。使用如下该Layout能够实现实时的对该Layout下面的内容做高斯模糊。Blurry配置方法在build.gradle中添加compile jp.wasabeef:blurry:2.1.1。使用方法如下总的来说这两个库都使用起来非常方便。相关阅读此文已由作者授权云加社区发布转载请注明
