畳み込み演算子は、色のスペクトルを生み出します

Question

Javaに付属する組み込みのオペレーターを使用する代わりに、自分の畳み込みオペレーターを作ろうとしています。この画像に組み込まれた畳み込みオペレーターを適用しましたリンク

ガウスフィルターを使用した組み込み畳み込み演算子を使用して、この画像を取得しました。リンク

今、私は自分のコードを使用して同じ画像を実行します

public static int convolve(BufferedImage a,int x,int y){
 int red=0,green=0,blue=0;
      float[] matrix = { 
 0.1710991401561097f, 0.2196956447338621f, 0.1710991401561097f, 
 0.2196956447338621f, 0.28209479177387814f, 0.2196956447338621f, 
 0.1710991401561097f, 0.2196956447338621f, 0.1710991401561097f, 
 };
      for(int i = x;i<x+3;i++){
          for(int j = y;j<y+3;j++){
              int color = a.getRGB(i,j);
              red += Math.round(((color >> 16) & 0xff)*matrix[(i-x)*3+j-y]);
              green += Math.round(((color >> 8) & 0xff)*matrix[(i-x)*3+j-y]);
              blue += Math.round(((color >> 0) & 0xff)*matrix[(i-x)*3+j-y]);

          }
      }

    return (a.getRGB(x, y)&0xFF000000) | (red << 16) | (green << 8) | (blue);
}

そして、私が得た結果はこれです。リンク

また、自分が書いたコードを最適化するにはどうすればよいですか。組み込みの畳み込みオペレーターは、コードが正確な目的を果たしていなくても1〜2秒かかりますが、5〜7秒かかります。

アップロード中にソース画像を誤って回転させました。だからそれを無視してください。

Answer 1

まず第一に、ループの各サイクルで結果からフロートからintに不必要に（そして誤って）変換します。君の red, green と blue タイプのフロートである必要があり、畳み込みの後にのみ整数にキャストする必要があります（RGBに戻った場合）：

  float red=0.0f, green = 0.0f, blue = 0.0f
  for(int i = x;i<x+3;i++){
      for(int j = y;j<y+3;j++){
          int color = a.getRGB(i,j);
          red += ((color >> 16) & 0xff)*matrix[(i-x)*3+j-y];
          green += ((color >> 8) & 0xff)*matrix[(i-x)*3+j-y];
          blue += ((color >> 0) & 0xff)*matrix[(i-x)*3+j-y];

      }
  }

return (a.getRGB(x, y)&0xFF000000) | (((int)red) << 16) | (((int)green) << 8) | ((int)blue);

結果の色の出血は、あなたの係数が matrix 間違っている：

0.1710991401561097f + 0.2196956447338621f + 0.1710991401561097f + 
0.2196956447338621f + 0.28209479177387814f + 0.2196956447338621f +
0.1710991401561097f + 0.2196956447338621f + 0.1710991401561097f =

1.8452741

ぼやけた畳み込みマトリックスの係数の合計は1.0でなければなりません。このマトリックスを画像に適用すると、255を超える色が表示される場合があります。それが起こると、次のチャネル（青から緑など）にチャンネルが「ブリード」されます。このマトリックスを使用した完全に緑の画像は、次のようになります。

 green = 255 * 1.8452741 ~= 471 = 0x01D7;
 rgb = 0xFF01D700;

これは、赤のヒントを備えた緑の濃い緑です。

係数を分割することでそれを修正できます 1.8452741, 、しかし、あなたはそれを確認したい：

 (int)(255.0f * (sum of coefficients)) = 255

そうでない場合は、チャネルのサイズを255に制限するチェックを追加する必要があり、それらを包み込ませないでください。例えば：

if (red > 255.0f)
   red = 255.0f;

効率/最適化について：
速度の違いは、この不必要なキャストと呼び出しMath.roundによって説明される可能性がありますが、より可能性の高い候補は、画像にアクセスする方法です。私はBufferEdimageとラスターに十分に精通しておらず、基礎となる画像バッファーにアクセスする最も効率的な方法についてアドバイスします。