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画像スケーリングのためのバイキュービック補間アルゴリズム

24ビットRGBビットマップのサイズを変更するための基本的なバイキュービックサイズ変更アルゴリズムを作成しようとしています。私は数学が関係していることを一般的に理解しており、Google Codeの この実装 をガイド。ここでは外部ライブラリを使用していません。アルゴリズム自体を試しているだけです。ビットマップはプレーンなstd::vector<unsigned char>として表されます：

inline unsigned char getpixel(const std::vector<unsigned char>& in, 
    std::size_t src_width, std::size_t src_height, unsigned x, unsigned y, int channel)
{
    if (x < src_width && y < src_height)
        return in[(x * 3 * src_width) + (3 * y) + channel];

    return 0;
}

std::vector<unsigned char> bicubicresize(const std::vector<unsigned char>& in, 
    std::size_t src_width, std::size_t src_height, std::size_t dest_width, std::size_t dest_height)
{
    std::vector<unsigned char> out(dest_width * dest_height * 3);

    const float tx = float(src_width) / dest_width;
    const float ty = float(src_height) / dest_height;
    const int channels = 3;
    const std::size_t row_stride = dest_width * channels;

    unsigned char C[5] = { 0 };

    for (int i = 0; i < dest_height; ++i)
    {
        for (int j = 0; j < dest_width; ++j)
        {
            const int x = int(tx * j);
            const int y = int(ty * i);
            const float dx = tx * j - x;
            const float dy = ty * i - y;

            for (int k = 0; k < 3; ++k)
            {
                for (int jj = 0; jj < 4; ++jj)
                {
                    const int z = y - 1 + jj;
                    unsigned char a0 = getpixel(in, src_width, src_height, z, x, k);
                    unsigned char d0 = getpixel(in, src_width, src_height, z, x - 1, k) - a0;
                    unsigned char d2 = getpixel(in, src_width, src_height, z, x + 1, k) - a0;
                    unsigned char d3 = getpixel(in, src_width, src_height, z, x + 2, k) - a0;
                    unsigned char a1 = -1.0 / 3 * d0 + d2 - 1.0 / 6 * d3;
                    unsigned char a2 = 1.0 / 2 * d0 + 1.0 / 2 * d2;
                    unsigned char a3 = -1.0 / 6 * d0 - 1.0 / 2 * d2 + 1.0 / 6 * d3;
                    C[jj] = a0 + a1 * dx + a2 * dx * dx + a3 * dx * dx * dx;

                    d0 = C[0] - C[1];
                    d2 = C[2] - C[1];
                    d3 = C[3] - C[1];
                    a0 = C[1];
                    a1 = -1.0 / 3 * d0 + d2 -1.0 / 6 * d3;
                    a2 = 1.0 / 2 * d0 + 1.0 / 2 * d2;
                    a3 = -1.0 / 6 * d0 - 1.0 / 2 * d2 + 1.0 / 6 * d3;
                    out[i * row_stride + j * channels + k] = a0 + a1 * dy + a2 * dy * dy + a3 * dy * dy * dy;
                }
            }
        }
    }

    return out;
}

問題：このアルゴリズムを使用して画像を縮小すると、出力画像の右側にすべての黒いピクセルが含まれていることを除いて機能し、「トリミング」されたように見えます。

例：

入力画像：

enter image description here

出力画像：

enter image description here

質問：アルゴリズムを確認すると、なぜこれが発生するのかわかりません。誰かがここに欠陥を見ますか？

c++imagealgorithmimage-processingbicubic
10
Channel72

幅と高さを交換しないようにしてください。

   for (int i = 0; i < dest_width; ++i)
    {
        for (int j = 0; j < dest_height; ++j)
12
V-X

この関数は非常に悪い記述であるため、使用しないことをお勧めします。最初にX座標で、次にYで、2つの畳み込みを行う必要があります。この関数では、これらすべての畳み込みが同時に行われるため、作業が非常に遅くなります。また、jjループ本体を見ると、本体の2番目の部分がすべて「d0 = C [0] --C [1];」で始まっていることがわかります。このループの最後の反復のみがout []配列で有効になるため、jjループの外側に移動できます（以前の反復の結果はすべて上書きされます）。

2
Vladimir Fedosov

getpixel(in, src_width, src_height, z, x, k)：

z mean horizontal offset
x mean vertical offset

したがって、getpixel関数にパッチを適用する必要があります。パッチを適用したコードは次のとおりです。

inline unsigned char getpixel(const std::vector<unsigned char>& in, 
    std::size_t src_width, std::size_t src_height, unsigned y, unsigned x, int channel)
{
    if (x < src_width && y < src_height)
        return in[(y * 3 * src_width) + (3 * x) + channel];

    return 0;
}

std::vector<unsigned char> bicubicresize(const std::vector<unsigned char>& in, 
    std::size_t src_width, std::size_t src_height, std::size_t dest_width, std::size_t dest_height)
{
    std::vector<unsigned char> out(dest_width * dest_height * 3);

    const float tx = float(src_width) / dest_width;
    const float ty = float(src_height) / dest_height;
    const int channels = 3;
    const std::size_t row_stride = dest_width * channels;

    unsigned char C[5] = { 0 };

    for (int i = 0; i < dest_height; ++i)
    {
        for (int j = 0; j < dest_width; ++j)
        {
            const int x = int(tx * j);
            const int y = int(ty * i);
            const float dx = tx * j - x;
            const float dy = ty * i - y;

            for (int k = 0; k < 3; ++k)
            {
                for (int jj = 0; jj < 4; ++jj)
                {
                    const int z = y - 1 + jj;
                    unsigned char a0 = getpixel(in, src_width, src_height, z, x, k);
                    unsigned char d0 = getpixel(in, src_width, src_height, z, x - 1, k) - a0;
                    unsigned char d2 = getpixel(in, src_width, src_height, z, x + 1, k) - a0;
                    unsigned char d3 = getpixel(in, src_width, src_height, z, x + 2, k) - a0;
                    unsigned char a1 = -1.0 / 3 * d0 + d2 - 1.0 / 6 * d3;
                    unsigned char a2 = 1.0 / 2 * d0 + 1.0 / 2 * d2;
                    unsigned char a3 = -1.0 / 6 * d0 - 1.0 / 2 * d2 + 1.0 / 6 * d3;
                    C[jj] = a0 + a1 * dx + a2 * dx * dx + a3 * dx * dx * dx;

                    d0 = C[0] - C[1];
                    d2 = C[2] - C[1];
                    d3 = C[3] - C[1];
                    a0 = C[1];
                    a1 = -1.0 / 3 * d0 + d2 -1.0 / 6 * d3;
                    a2 = 1.0 / 2 * d0 + 1.0 / 2 * d2;
                    a3 = -1.0 / 6 * d0 - 1.0 / 2 * d2 + 1.0 / 6 * d3;
                    out[i * row_stride + j * channels + k] = a0 + a1 * dy + a2 * dy * dy + a3 * dy * dy * dy;
                }
            }
        }
    }

    return out;
}
0
xuyibo

xを呼び出すときにzとgetpixelを切り替える必要があり、getpixelで次を使用して配列にインデックスを付ける必要があります。

[(y * 3 * src_width) + (3 * x) + channel]
0
Amgad