ios - Swift 中高斯图像金字塔的下采样和上采样

Question

简介

我有兴趣编写一个函数，为我输出高斯金字塔的下一层(我最终想创建一个拉普拉斯金字塔)用于图像处理。 (引用链接 https://en.wikipedia.org/wiki/Pyramid_(image_processing)#Gaussian_pyramid)

下采样问题

现在最简单的部分是，当您向下/向上采样时，一个 5 阶滤波器会在调整大小之前与图像进行卷积。

但是，制作图像金字塔的有趣之处在于，您必须根据要前进的方向对图像进行 0.5 或 2 倍的下采样和上采样。 Swift 有几种方法可以做到这一点，例如使用 CIAffineTransform 和 CILanczosTransform，但是我想知道是否有更简单的方法来做到这一点，因为我不关心调整后图像的质量。对于这篇文章，我将使用 Lenna(512x512) 作为示例，如下所示:

如果我们想以两倍为因子对图像进行下采样，我们将采用所有奇数像素数据来形成新图像。在 MATLAB 中，这是按如下方式执行的(在高斯模糊之后):

如果 I 是您的输入图像并且大小为 NxM，为 P(一个 512x512x3 矩阵)存储了 3 种颜色映射，那么按 0.5 比例抽取的图像是

R = I(1:2:end, 1:2:end,:)

所有新图像都是以前的图像的奇数列和行。这会产生以下内容，即高斯金字塔第一层的 256x256 照片:

swift中有这样的东西吗？它在 Core Image 或 OpenGL 自定义过滤器中可行吗？

上采样问题:

上采样实际上仅在创建拉普拉斯金字塔时使用。然而，这样做的幼稚想法是执行以下操作:

初始化 R，这是一个空白图像上下文，其大小与您要上采样的大小相同。在这种情况下，我们将对下采样的 Lenna 照片进行上采样，如上所示，因此 R 必须是 512x512 空白图像。

接下来，将下采样图像的像素值 I 乘以 4。这可以通过将图像与 3x3 矩阵 [0,0,0;0 进行卷积来快速完成,4,0;0,0,0]。然后可以将图像的像素均匀分布到较大的空白图像 R 中。这看起来像:

最后，可以在此图像上使用相同的 5 抽头高斯模糊来恢复上采样图像:

我想知道是否可以在 swift 中采用类似的上采样方法。

我不确定的另一件事是，调整图像大小以进行高斯/拉普拉斯滤波的技术是否真的很重要。如果没有，那么我当然可以使用最快的内置方法而不是尝试自己制作。

Answer 1

GPUImage processing library可以给你一些上采样，并可能导致你的拉普拉斯金字塔。

pod 'GPUImage'

锐化上采样:

UIImage *inputImage = [UIImage imageNamed:@"cutelady"];
GPUImagePicture *stillImageSource = [[GPUImagePicture alloc]initWithImage:inputImage];
GPUImageSharpenFilter *stillImageFilter = [[GPUImageSharpenFilter alloc] init];
[stillImageSource addTarget:stillImageFilter];
[stillImageFilter useNextFrameForImageCapture];
[stillImageSource processImage];
UIImage *currentFilteredVideoFrame = [stillImageFilter imageFromCurrentFramebuffer];

LANCZOS 上采样:

UIImage *inputImage = [UIImage imageNamed:@"cutelady"];
GPUImagePicture *stillImageSource = [[GPUImagePicture alloc] initWithImage:inputImage];
GPUImageLanczosResamplingFilter *stillImageFilter = [[GPUImageLanczosResamplingFilter alloc] init];
[stillImageSource addTarget:stillImageFilter];
[stillImageFilter useNextFrameForImageCapture];
[stillImageSource processImage];
[stillImageSource forceProcessingAtSizeRespectingAspectRatio:CGSizeMake(200, 200)];
UIImage *currentFilteredVideoFrame = [stillImageFilter imageFromCurrentFramebuffer];
cell.imageView.image = currentFilteredVideoFrame;