減色変換一覧表を使って処理時間を短縮してみた

昨日の手抜き法でパレット作成処理の時間は問題なくなったので次は

減色変換の処理時間を短縮

gogowaten.hatenablog.com

単純減色(ポスタライズ？)試してみた、WPFとC# ( ソフトウェア ) - 午後わてんのブログ - Yahoo!ブログ
https://blogs.yahoo.co.jp/gogowaten/15388558.html

この記事の時に使った変換一覧表方式を試した

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元の画像がこれ

結果

12秒かかっていたのを5秒にできた

変換1が今までので、変換2が一覧表方式

このときの条件は

画像の大きさが横2048、縦1536ピクセルという大きめサイズ

パレットの色数8

で

12.243/5.367≒2.28倍速くなった

今度は画像はそのままでパレットの色数を4色にしてみる

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4色

7.221秒/4.904秒≒1.47倍速くなった

パレットの色数が少ないと効果が薄くなる？

パレットの色数を20

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26.925秒/6.791秒=3.96倍速くなった

2048ｘ1536の画像の場合

4色 7.221秒/4.904秒≒1.47倍速くなった

8色 12.243秒/5.367秒≒2.28倍速くなった

20色 26.925秒/6.791秒=3.96倍速くなった

今度は小さい画像

4色

0.114秒から0.266秒と逆に遅くなった

0.114/0.266≒0.429

8色

これも遅くなった

0.187/0.343≒0.545

16色

これも遅くなったけど差が縮まって

0.347/0.465≒0.746

192ｘ256サイズの画像の場合

4色 0.114/0.266≒0.429

8色 0.187/0.343≒0.545

16色 0.347/0.465≒0.746

どの色数の場合も遅くなってしまったけど

色数がもう少し増えれば逆転しそう

サイズ1024ｘ768の画像

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4色

この大きさだと4色でも一覧表方式が速い

一覧表は画像で使われている色全てに対する変換表で

画像のこの色はパレットのこの色に変換するっていう色と色が対になったもので

これにはDictionaryクラスを使った

KeyとValueどちらもColorを指定すれば対になる

Keyに画像の色、Valueにパレットの色を入れておけば

Dictionaryに画像のある色を渡せば対応したパレットの色を返してくれる

これを作るには画像で使われている色をすべて取得する必要がある

画像の色をカウントする

普通の画像はRGB各8bitで各256階調は256*256*256＝16777216色

この要素数のint型配列を作ってどの色がいくつあるのかカウントする

int[] colors = new int[16777216];

RGBをint型に変換する

RGB(0,0,0)の黒は0から

RGB(255,255,255)の白を16777215になるようにするには

R+(G*256)+(B*256*256)

例えば画像のあるピクセルがRGB(110,118,103)なら

110+118*256+103*256*256=6780526になる

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これをさっきの配列の要素数(index)のところに1足す(カウントする)

colors[6780526]++;

配列の6780526番目を見ようとしたけど999999以上は見れなかったｗ

でもこれでcolors[6780526]は1足したので0から1になるはず

これを画像のすべてのピクセルをカウントする

全ピクセルカウントしたところ

0のままのところはその色がなかったってことなので

これで画像に使われているすべての色が判別できる

変換一覧表作成

0以外の値があるindexは画像にある色のint型に変換したものなので、

これをRGBに戻して

パレットの色と比較して、

一番近いパレットの色を探して、

それぞれをDictionaryに入れていけば完成する

RGBに戻す

R = int % 256

G = int / 256 % 256

b = int / 256 / 256

小数点以下切り捨て(たぶん)

さっきの6780526だと

R=6780526 % 256=110

G=6780526 / 256 % 256=118.4

B=6780526 / 256 / 256=103.5

RGB(110,118,103)で元のRGBに戻る

パレットの色との距離は一番ラクなRGBのユークリッド距離で比較

gogowaten.hatenablog.com

色の距離は難しい、いくつか試したけどわからなかった ( ソフトウェア ) - 午後わてんのブログ - Yahoo!ブログ
https://blogs.yahoo.co.jp/gogowaten/15408771.html

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最初の色0と対応するパレットの色がDictionary(converter)に入ったところ

色の表示は10進数じゃなくて16進数になっているからわかりづらい

#FF000000と#FF252D1Aが対になって入った

こんな感じで全部の色を処理して変換一覧表が完成する

ぜんぶで290563色ぶんの対応表

290563対4だから右のValueはほとんど同じ色が並ぶことになる

最後の方

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変換一覧表を使っているところ

bitmapColorに今処理中のピクセルの色が入っている

これを変換一覧表のconverterに渡せば対応するパレットの色を返してくれるので

あとはそれに変換するだけ

変換一覧表を作るのに時間がかかるけど、作ってしまえば後の変換自体はかなり楽になるので、大きなサイズの画像やパレットの色数が増えても遅くなりにくいってことかなあ

あとは今回の一覧表はColorをColorの対応だけど、実際使いたいのはColorじゃなくてRGBそれぞれの値なんだよねえ、だから本当はbyte型配列とbyte型配列の対応表ができればもっと速くなるかも、RGB(1,2,3)だったら{1,2,3}を渡したらパレットの{2,8,9}を返すとか、いや、あんまりかわんないかな、そこまではいいや

コード全部はGitHub

20180226forMyBlog/20180314_k平均法減色変換時間、変換一覧表 at master · gogowaten/20180226forMyBlog

アプリダウンロードはヤフーボックス

20180314_k平均法減色変換時間、変換一覧表.zip

20180314_k平均法減色変換時間、変換一覧表1.1.zip(アルファ値が255以外の画像のときの処理を修正2018/03/20)

github.com

2018/03/15 は1日後

gogowaten.hatenablog.com