パレットを使った減色で誤差拡散

減色パレットで誤差拡散

ダウンロード先

github.com

できた

いつもの画像を

4色減色で

誤差拡散無し誤差拡散あり

誤差拡散はFloydSteinberg式

8色

倍の色数になったけど大差ない見た目

8色

最多ピクセル数を分割Cubeに選択して

グラデーションが得意なパレット

誤差拡散無しだと空の不自然な縞模様が増えただけ

誤差拡散ありだと8色でもかなりきれいになる

誤差拡散素晴らしい

極端色パレットで4色

Cubeからの色選択にRGB中心から遠い隅でパレットを作成すると

極端な色のパレットができる

赤、白、黒、青

ピンク、白、黒、水色

いいねえ

256色

上段が普通パレットの誤差拡散の有無

下段はグラデーションが得意なパレットでの誤差拡散の有無

256色まで増やすと誤差拡散なくてもパレットのできできれいになるねえ

元画像

普通パレットで4色

これはあんまり変わんないねえ

極端色パレット4色

どちらも白、黒、赤、黄色の4色

いいねえ、こういうのを望んでいた

極端色パレットは誤差拡散を使えば

かなりいい結果を得られるんじゃないかなあって思っていたのよね

期待どおりで嬉しい

別の極端色パレット

「Cubeから色選択」をCube中心から遠い色で

できたパレット

誤差拡散なしだと元画像からかけ離れたもの色合いになるけど

誤差拡散を使うと同じ色を使っているとは思えない画像になった

これはここまでは予想していなかった

こうなるんだなあ

5色

極端色パレットはこうなって

結果

右下いいねえ、たった5色なのに元画像に近い

パレットに緑はないけど黒、水色、黄色の配置で緑色に見える

16色

色数が増えてくると普通パレットとの差がなくなってくる

4色

左上が普通パレット、それ以外は極端色パレット

葉っぱの緑だけでいったら左下がいいなあ

普通パレットは当たり外れがないけど地味な色合いになる

選ぶとしたら右上もいいけど右下かなあ

16色

これは普通パレットがいいかなあ

極端色パレットは色数が極端に少ない時用かな

もともと色数が少ない画像

4色

トマトだけで言ったら赤に2色使っている左下

全体だと右下かな

16色

やっぱり普通パレットは安定している

分割Cube選択に最大体積もいい

グラデーション

4色

256色

パレットの差は殆ど出なかったので普通パレットだけ

右が誤差拡散

誤差拡散は使ったほうがきれいになるけど処理に時間がかかる

256色だと上のような小さな画像でも8秒くらいかかった！

他のアプリだと一瞬で終わるのもあるんだよねえ

VieasとかCOLGA、JTrimがそれ

一体どんな処理をしているんだろう

誤差拡散は進行方向に誤差を拡散していくから

Parallelクラスを使った並列処理はできないと思うんだよねえ

そもそも僕の場合は誤差拡散なしでも1秒以上かかっている

誤差拡散の処理

//BitmapSourceをList<color>の色に変換、PixelFormatはPbgra32限定
private BitmapSource ReduceColor指定色で減色誤差拡散B1(BitmapSource source, List<Color> palette)
{
    if (OriginBitmap == null) { return source; }
    if (palette.Count == 0) { return source; }
    var wb = new WriteableBitmap(source);
    int h = wb.PixelHeight;
    int w = wb.PixelWidth;
    int stride = wb.BackBufferStride;
    byte[] pixels = new byte[h * stride];
    wb.CopyPixels(pixels, stride, 0);
    double[] iPixels = new double[h * stride];
    pixels.CopyTo(iPixels, 0);
    long pp = 0;
    Color pColor = Colors.Black;
    double gosa = 0;
    double addGosa = 0;
    double min = double.MaxValue;
    double distance = 0;
    byte[] BGR = new byte[3];
    for (int p = 0; p < pixels.Length; p += 4)
    {
        min = double.MaxValue;
        //パレットから一番近い色を選ぶ
        for (int i = 0; i < palette.Count; ++i)
        {
            distance = GetColorDistance(iPixels[p + 2], iPixels[p + 1], iPixels[p], palette[i]);
            if (min > distance)
            {
                min = distance;
                pColor = palette[i];
            }
        }

        BGR[0] = pColor.B;
        BGR[1] = pColor.G;
        BGR[2] = pColor.R;

        for (int c = 0; c < 3; ++c)//B,G,Rの順
        {
            gosa = (iPixels[p + c] - BGR[c]) / 16f;//誤差を蓄積した元の色-パレットの色                    
            if ((p + 4) % stride != 0)//右端じゃなければ
            {
                pp = p + 4 + c;
                addGosa = iPixels[pp] + (gosa * 7f);
                iPixels[pp] = (addGosa < 0) ? 0 : (addGosa > 255) ? 255 : addGosa;
            }
            if (p < stride * (h - 1))//一番下の行じゃなければ
            {
                pp = stride + p + c;
                addGosa = iPixels[pp] + (gosa * 5f);
                iPixels[pp] = (addGosa < 0) ? 0 : (addGosa > 255) ? 255 : addGosa;//真下へ拡散
                if (p % stride != 0)//左端じゃなければ
                {
                    pp = stride + p - 4 + c;
                    addGosa = iPixels[pp] + (gosa * 3f);
                    iPixels[pp] = (addGosa < 0) ? 0 : (addGosa > 255) ? 255 : addGosa;//左下へ拡散
                }
                if ((p + 4) % stride != 0)
                {
                    pp = stride + p + 4 + c;
                    addGosa = iPixels[pp] + (gosa * 1f);
                    iPixels[pp] = (addGosa < 0) ? 0 : (addGosa > 255) ? 255 : addGosa;//右下へ拡散
                }
            }
        }
        pixels[p + 2] = pColor.R;
        pixels[p + 1] = pColor.G;
        pixels[p] = pColor.B;
        pixels[p + 3] = 255;//アルファ値は255に固定

    }

    wb.WritePixels(new Int32Rect(0, 0, w, h), pixels, stride, 0);
    return OptimisationPixelFormat(wb, palette.Count);//色数に合わせたPixelFormatに変換して返す
}