简易图像反色处理

###反色处理

前段时间，需要实现一个很简单的图像处理功能，就是将图片反色。

由于只是个小功能，app 也没有其他图片处理的需求，并不希望因此而导入一个庞大的第三方库。

先是看了下 core Image，有个 CIColorInvert 的滤镜，不过最终效果跟预想的有点出入。

其实功能并不是很难，干脆自己实现下。

因为图片事先已经被裁剪处理过，比较小，所以直接用 Core Graphics 进行处理。

所谓反色，大体理解就是用 255 分别减去 R，G，B。从二进制角度理解就是 0 变 1，1 变 0 。

那么我们就先得：

1.遍历图像的每个像素点颜色；

2.分别取出RGB，求得新的反色值，加上原来的透明度，得到新的像素颜色；

3.输出新的图片；

比较关键是第二个步骤，听起来可能有点繁琐，但实际实现起来却很简单。

UInt32 inputColor = *inputPixel;
inputColor = inputColor ^ 0xFFFFFF;

inputColor 获得了指针 inputPixel 指向图像的某一个像素点颜色，由于颜色是由 RBGA 组成的，每一种都是 8 位，所以是 UInt32。

然后用异或运算符，就实现了步骤2的效果。

具体代码：

- (UIImage *)processUsingImage:(UIImage*)inputImage {
  
  UInt32 * inputPixels;
    
  CGImageRef inputCGImage = [inputImage CGImage];
  NSUInteger inputWidth = CGImageGetWidth(inputCGImage);
  NSUInteger inputHeight = CGImageGetHeight(inputCGImage);
  
  CGColorSpaceRef colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
  
  NSUInteger bytesPerPixel = 4;
  NSUInteger bitsPerComponent = 8;
  
  NSUInteger inputBytesPerRow = bytesPerPixel * inputWidth;
  
  inputPixels = (UInt32 *)calloc(inputHeight * inputWidth, sizeof(UInt32));
  
  CGContextRef context = CGBitmapContextCreate(inputPixels, inputWidth, inputHeight,
                                               bitsPerComponent, inputBytesPerRow, colorSpace,
                                               kCGImageAlphaPremultipliedLast | kCGBitmapByteOrder32Big);
  
  CGContextDrawImage(context, CGRectMake(0, 0, inputWidth, inputHeight), inputCGImage);
  
  for (NSUInteger j = 0; j < inputHeight; j++) {
    for (NSUInteger i = 0; i < inputWidth; i++) {
        
        UInt32 * inputPixel = inputPixels + j * inputWidth + i;
        UInt32 inputColor = *inputPixel;
        inputColor = inputColor ^ 0xFFFFFF;
        *inputPixel = inputColor;
    }
  }

  CGImageRef newCGImage = CGBitmapContextCreateImage(context);
  UIImage * processedImage = [UIImage imageWithCGImage:newCGImage];
  
  CGColorSpaceRelease(colorSpace);
  CGContextRelease(context);
  free(inputPixels);
  
  return processedImage;
}

doge1

最后真机实验了下，用裁剪后的小图片进行反色处理，基本感知不到延迟，而用 iPhone5s 处理相机拍摄的原始图片，时间平均在 0.2-0.3 秒上下。需求也用不到原图，只需要处理小图片，基本没问题。而用 core image 的处理时间更长，可能由于效果实现不一样，算法也比较复杂。

题外话：Swift 的 SIMD

由于最近看到 Swift 2: SIMD，似乎也可以做一些简单的图形处理。

比如一个颜色，你要把每个 RGB 的值都降低为原来的一半，那么：

let vec = float3(255.0, 255.0, 255.0)
let matrix = float3x3(
            [float3(0.5, 0.0, 0.0),
             float3(0.0, 0.5, 0.0),
             float3(0.0, 0.0, 0.5)]
           )
        
let result = vec * matrix

由于是并行计算，执行效率会高很多。

具体实现可自行尝试，当然真正的图像处理应该还是用 C++。