0

Android图片高斯模糊的一些方法

       高斯模糊

  1. 高斯模糊就是将指定像素变换为其与周边像素加权平均后的值,权重就是高斯分布函数计算出来的值。

    一种实现

    点击打开链接<-这里是一片关于高斯模糊算法的介绍,我们需要首先根据高斯分布函数计算权重值,为了提高效率我们采用一维高斯分布函数,然后处理图像的时候在横向和纵向进行两次计算得到结果。下面是一种实现

    1. public static void gaussBlur(int[] data, int width, int height, int radius,
    2.             float sigma) {
    3.         float pa = (float) (1 / (Math.sqrt(2 * Math.PI) * sigma));
    4.         float pb = –1.0f / (2 * sigma * sigma);
    5.         // generate the Gauss Matrix
    6.         float[] gaussMatrix = new float[radius * 2 + 1];
    7.         float gaussSum = 0f;
    8.         for (int i = 0, x = -radius; x <= radius; ++x, ++i) {
    9.             float g = (float) (pa * Math.exp(pb * x * x));
    10.             gaussMatrix[i] = g;
    11.             gaussSum += g;
    12.         }
    13.         for (int i = 0, length = gaussMatrix.length; i < length; ++i) {
    14.             gaussMatrix[i] /= gaussSum;
    15.         }
    16.         // x direction
    17.         for (int y = 0; y < height; ++y) {
    18.             for (int x = 0; x < width; ++x) {
    19.                 float r = 0, g = 0, b = 0;
    20.                 gaussSum = 0;
    21.                 for (int j = -radius; j <= radius; ++j) {
    22.                     int k = x + j;
    23.                     if (k >= 0 && k < width) {
    24.                         int index = y * width + k;
    25.                         int color = data[index];
    26.                         int cr = (color & 0x00ff0000) >> 16;
    27.                         int cg = (color & 0x0000ff00) >> 8;
    28.                         int cb = (color & 0x000000ff);
    29.                         r += cr * gaussMatrix[j + radius];
    30.                         g += cg * gaussMatrix[j + radius];
    31.                         b += cb * gaussMatrix[j + radius];
    32.                         gaussSum += gaussMatrix[j + radius];
    33.                     }
    34.                 }
    35.                 int index = y * width + x;
    36.                 int cr = (int) (r / gaussSum);
    37.                 int cg = (int) (g / gaussSum);
    38.                 int cb = (int) (b / gaussSum);
    39.                 data[index] = cr << 16 | cg << 8 | cb | 0xff000000;
    40.             }
    41.         }
    42.         // y direction
    43.         for (int x = 0; x < width; ++x) {
    44.             for (int y = 0; y < height; ++y) {
    45.                 float r = 0, g = 0, b = 0;
    46.                 gaussSum = 0;
    47.                 for (int j = -radius; j <= radius; ++j) {
    48.                     int k = y + j;
    49.                     if (k >= 0 && k < height) {
    50.                         int index = k * width + x;
    51.                         int color = data[index];
    52.                         int cr = (color & 0x00ff0000) >> 16;
    53.                         int cg = (color & 0x0000ff00) >> 8;
    54.                         int cb = (color & 0x000000ff);
    55.                         r += cr * gaussMatrix[j + radius];
    56.                         g += cg * gaussMatrix[j + radius];
    57.                         b += cb * gaussMatrix[j + radius];
    58.                         gaussSum += gaussMatrix[j + radius];
    59.                     }
    60.                 }
    61.                 int index = y * width + x;
    62.                 int cr = (int) (r / gaussSum);
    63.                 int cg = (int) (g / gaussSum);
    64.                 int cb = (int) (b / gaussSum);
    65.                 data[index] = cr << 16 | cg << 8 | cb | 0xff000000;
    66.             }
    67.         }
    68.     }

    实际测试会发现这种计算方式是很耗时间的,而且模糊半径越大,从原理也可以看到计算量是平方增长的,所以计算时间也越长。

    RenderScript

    RenderScript是Android在API 11之后加入的,用于高效的图片处理,包括模糊、混合、矩阵卷积计算等,代码示例如下

    1. public Bitmap blurBitmap(Bitmap bitmap){
    2.         //Let’s create an empty bitmap with the same size of the bitmap we want to blur
    3.         Bitmap outBitmap = Bitmap.createBitmap(bitmap.getWidth(), bitmap.getHeight(), Config.ARGB_8888);
    4.         //Instantiate a new Renderscript
    5.         RenderScript rs = RenderScript.create(getApplicationContext());
    6.         //Create an Intrinsic Blur Script using the Renderscript
    7.         ScriptIntrinsicBlur blurScript = ScriptIntrinsicBlur.create(rs, Element.U8_4(rs));
    8.         //Create the Allocations (in/out) with the Renderscript and the in/out bitmaps
    9.         Allocation allIn = Allocation.createFromBitmap(rs, bitmap);
    10.         Allocation allOut = Allocation.createFromBitmap(rs, outBitmap);
    11.         //Set the radius of the blur
    12.         blurScript.setRadius(25.f);
    13.         //Perform the Renderscript
    14.         blurScript.setInput(allIn);
    15.         blurScript.forEach(allOut);
    16.         //Copy the final bitmap created by the out Allocation to the outBitmap
    17.         allOut.copyTo(outBitmap);
    18.         //recycle the original bitmap
    19.         bitmap.recycle();
    20.         //After finishing everything, we destroy the Renderscript.
    21.         rs.destroy();
    22.         return outBitmap;
    23.     }

    (示例来源 https://gist.github.com/Mariuxtheone/903c35b4927c0df18cf8

    FastBlur

    1. public class FastBlur {
    2.     public static Bitmap doBlur(Bitmap sentBitmap, int radius, boolean canReuseInBitmap) {
    3.         // Stack Blur v1.0 from
    4.         // http://www.quasimondo.com/StackBlurForCanvas/StackBlurDemo.html
    5.         //
    6.         // Java Author: Mario Klingemann <mario at quasimondo.com>
    7.         // http://incubator.quasimondo.com
    8.         // created Feburary 29, 2004
    9.         // Android port : Yahel Bouaziz <yahel at kayenko.com>
    10.         // http://www.kayenko.com
    11.         // ported april 5th, 2012
    12.         // This is a compromise between Gaussian Blur and Box blur
    13.         // It creates much better looking blurs than Box Blur, but is
    14.         // 7x faster than my Gaussian Blur implementation.
    15.         //
    16.         // I called it Stack Blur because this describes best how this
    17.         // filter works internally: it creates a kind of moving stack
    18.         // of colors whilst scanning through the image. Thereby it
    19.         // just has to add one new block of color to the right side
    20.         // of the stack and remove the leftmost color. The remaining
    21.         // colors on the topmost layer of the stack are either added on
    22.         // or reduced by one, depending on if they are on the right or
    23.         // on the left side of the stack.
    24.         //
    25.         // If you are using this algorithm in your code please add
    26.         // the following line:
    27.         //
    28.         // Stack Blur Algorithm by Mario Klingemann <mario@quasimondo.com>
    29.         Bitmap bitmap;
    30.         if (canReuseInBitmap) {
    31.             bitmap = sentBitmap;
    32.         } else {
    33.             bitmap = sentBitmap.copy(sentBitmap.getConfig(), true);
    34.         }
    35.         if (radius < 1) {
    36.             return (null);
    37.         }
    38.         int w = bitmap.getWidth();
    39.         int h = bitmap.getHeight();
    40.         int[] pix = new int[w * h];
    41.         bitmap.getPixels(pix, 0, w, 00, w, h);
    42.         int wm = w – 1;
    43.         int hm = h – 1;
    44.         int wh = w * h;
    45.         int div = radius + radius + 1;
    46.         int r[] = new int[wh];
    47.         int g[] = new int[wh];
    48.         int b[] = new int[wh];
    49.         int rsum, gsum, bsum, x, y, i, p, yp, yi, yw;
    50.         int vmin[] = new int[Math.max(w, h)];
    51.         int divsum = (div + 1) >> 1;
    52.         divsum *= divsum;
    53.         int dv[] = new int[256 * divsum];
    54.         for (i = 0; i < 256 * divsum; i++) {
    55.             dv[i] = (i / divsum);
    56.         }
    57.         yw = yi = 0;
    58.         int[][] stack = new int[div][3];
    59.         int stackpointer;
    60.         int stackstart;
    61.         int[] sir;
    62.         int rbs;
    63.         int r1 = radius + 1;
    64.         int routsum, goutsum, boutsum;
    65.         int rinsum, ginsum, binsum;
    66.         for (y = 0; y < h; y++) {
    67.             rinsum = ginsum = binsum = routsum = goutsum = boutsum = rsum = gsum = bsum = 0;
    68.             for (i = -radius; i <= radius; i++) {
    69.                 p = pix[yi + Math.min(wm, Math.max(i, 0))];
    70.                 sir = stack[i + radius];
    71.                 sir[0] = (p & 0xff0000) >> 16;
    72.                 sir[1] = (p & 0x00ff00) >> 8;
    73.                 sir[2] = (p & 0x0000ff);
    74.                 rbs = r1 – Math.abs(i);
    75.                 rsum += sir[0] * rbs;
    76.                 gsum += sir[1] * rbs;
    77.                 bsum += sir[2] * rbs;
    78.                 if (i > 0) {
    79.                     rinsum += sir[0];
    80.                     ginsum += sir[1];
    81.                     binsum += sir[2];
    82.                 } else {
    83.                     routsum += sir[0];
    84.                     goutsum += sir[1];
    85.                     boutsum += sir[2];
    86.                 }
    87.             }
    88.             stackpointer = radius;
    89.             for (x = 0; x < w; x++) {
    90.                 r[yi] = dv[rsum];
    91.                 g[yi] = dv[gsum];
    92.                 b[yi] = dv[bsum];
    93.                 rsum -= routsum;
    94.                 gsum -= goutsum;
    95.                 bsum -= boutsum;
    96.                 stackstart = stackpointer – radius + div;
    97.                 sir = stack[stackstart % div];
    98.                 routsum -= sir[0];
    99.                 goutsum -= sir[1];
    100.                 boutsum -= sir[2];
    101.                 if (y == 0) {
    102.                     vmin[x] = Math.min(x + radius + 1, wm);
    103.                 }
    104.                 p = pix[yw + vmin[x]];
    105.                 sir[0] = (p & 0xff0000) >> 16;
    106.                 sir[1] = (p & 0x00ff00) >> 8;
    107.                 sir[2] = (p & 0x0000ff);
    108.                 rinsum += sir[0];
    109.                 ginsum += sir[1];
    110.                 binsum += sir[2];
    111.                 rsum += rinsum;
    112.                 gsum += ginsum;
    113.                 bsum += binsum;
    114.                 stackpointer = (stackpointer + 1) % div;
    115.                 sir = stack[(stackpointer) % div];
    116.                 routsum += sir[0];
    117.                 goutsum += sir[1];
    118.                 boutsum += sir[2];
    119.                 rinsum -= sir[0];
    120.                 ginsum -= sir[1];
    121.                 binsum -= sir[2];
    122.                 yi++;
    123.             }
    124.             yw += w;
    125.         }
    126.         for (x = 0; x < w; x++) {
    127.             rinsum = ginsum = binsum = routsum = goutsum = boutsum = rsum = gsum = bsum = 0;
    128.             yp = -radius * w;
    129.             for (i = -radius; i <= radius; i++) {
    130.                 yi = Math.max(0, yp) + x;
    131.                 sir = stack[i + radius];
    132.                 sir[0] = r[yi];
    133.                 sir[1] = g[yi];
    134.                 sir[2] = b[yi];
    135.                 rbs = r1 – Math.abs(i);
    136.                 rsum += r[yi] * rbs;
    137.                 gsum += g[yi] * rbs;
    138.                 bsum += b[yi] * rbs;
    139.                 if (i > 0) {
    140.                     rinsum += sir[0];
    141.                     ginsum += sir[1];
    142.                     binsum += sir[2];
    143.                 } else {
    144.                     routsum += sir[0];
    145.                     goutsum += sir[1];
    146.                     boutsum += sir[2];
    147.                 }
    148.                 if (i < hm) {
    149.                     yp += w;
    150.                 }
    151.             }
    152.             yi = x;
    153.             stackpointer = radius;
    154.             for (y = 0; y < h; y++) {
    155.                 // Preserve alpha channel: ( 0xff000000 & pix[yi] )
    156.                 pix[yi] = (0xff000000 & pix[yi]) | (dv[rsum] << 16) | (dv[gsum] << 8) | dv[bsum];
    157.                 rsum -= routsum;
    158.                 gsum -= goutsum;
    159.                 bsum -= boutsum;
    160.                 stackstart = stackpointer – radius + div;
    161.                 sir = stack[stackstart % div];
    162.                 routsum -= sir[0];
    163.                 goutsum -= sir[1];
    164.                 boutsum -= sir[2];
    165.                 if (x == 0) {
    166.                     vmin[y] = Math.min(y + r1, hm) * w;
    167.                 }
    168.                 p = x + vmin[y];
  2.                 sir[0] = r[p];
  3.                 sir[1] = g[p];
  4.                 sir[2] = b[p];
  5.                 rinsum += sir[0];
  6.                 ginsum += sir[1];
  7.                 binsum += sir[2];
  8.                 rsum += rinsum;
  9.                 gsum += ginsum;
  10.                 bsum += binsum;
  11.                 stackpointer = (stackpointer + 1) % div;
  12.                 sir = stack[stackpointer];
  13.                 routsum += sir[0];
  14.                 goutsum += sir[1];
  15.                 boutsum += sir[2];
  16.                 rinsum -= sir[0];
  17.                 ginsum -= sir[1];
  18.                 binsum -= sir[2];
  19.                 yi += w;
  20.             }
  21.         }
  22.         bitmap.setPixels(pix, 0, w, 00, w, h);
  23.         return (bitmap);
  24.     }

这里的方法也可以实现高斯模糊的效果,但使用了特殊的算法,比第一种可以快很多,但比起RenderScript还是慢一些

(示例来源 Android高级模糊技术

实现YAHOO天气的动态模糊效果

YAHOO天气中的背景会随着手指上滑模糊程度加深,实际使用中发现怎么都达不到那样流畅的效果,因为手势刷新的速度很快,每一帧都去重新模糊计算一遍,还是会有延迟,造成页面卡顿。后来在一次偶然的开发中发现其实不需要每一帧都重新去模糊一遍,而是将图片最大程度模糊一次,之后和原图叠加,通过改变叠加的模糊图片的alpha值来达到不同程度的模糊效果。下面是一个例子,可以看到随着模糊图片alpha值的变化,叠加后产生不同程度的模糊效果。

随滑动变换alpha值的代码如下

  1. mBlurImage.setOnTouchListener(new OnTouchListener() {
  2.             private float mLastY;
  3.             @Override
  4.             public boolean onTouch(View v, MotionEvent event) {
  5.                 switch (event.getAction()) {
  6.                 case MotionEvent.ACTION_DOWN:
  7.                     mLastY = event.getY();
  8.                     break;
  9.                 case MotionEvent.ACTION_MOVE:
  10.                     float y = event.getY();
  11.                     float alphaDelt = (y – mLastY) / 1000;
  12.                     float alpha = mBlurImage.getAlpha() + alphaDelt;
  13.                     if (alpha > 1.0) {
  14.                         alpha = 1.0f;
  15.                     } else if (alpha < 0.0) {
  16.                         alpha = 0.0f;
  17.                     }
  18.                     mTextView.setText(String.valueOf(alpha));
  19.                     mBlurImage.setAlpha(alpha);
  20.                     break;
  21.                 case MotionEvent.ACTION_UP:
  22.                     break;
  23.                 }
  24.                 return true;
  25.             }
  26.         });

示例代码下载 http://download.csdn.net/detail/xu_fu/7628139

图:   

效果图:

核心自然是高斯算法,这里没有深究其中的算法实现,只是项目实现而已。

引用代码:

/** 水平方向模糊度 */
private static float hRadius = 10;
/** 竖直方向模糊度 */
private static float vRadius = 10;
/** 模糊迭代度 */
private static int iterations = 7;

/**
     * 高斯模糊
     */
    public static Drawable BoxBlurFilter(Bitmap bmp) {
        int width = bmp.getWidth();
        int height = bmp.getHeight();
        int[] inPixels = new int[width * height];
        int[] outPixels = new int[width * height];
        Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(width, height,Bitmap.Config.ARGB_8888);
        bmp.getPixels(inPixels, 0, width, 0, 0, width, height);
        for (int i = 0; i < iterations; i++) {
            blur(inPixels, outPixels, width, height, hRadius);
            blur(outPixels, inPixels, height, width, vRadius);
        }
        blurFractional(inPixels, outPixels, width, height, hRadius);
        blurFractional(outPixels, inPixels, height, width, vRadius);
        bitmap.setPixels(inPixels, 0, width, 0, 0, width, height);
        Drawable drawable = new BitmapDrawable(bitmap);
        return drawable;
    }

核心算法:

public static void blur(int[] in, int[] out, int width, int height,
            float radius) {
        int widthMinus1 = width - 1;
        int r = (int) radius;
        int tableSize = 2 * r + 1;
        int divide[] = new int[256 * tableSize];
        for (int i = 0; i < 256 * tableSize; i++)
            divide[i] = i / tableSize;
        int inIndex = 0;
        for (int y = 0; y < height; y++) {
            int outIndex = y;
            int ta = 0, tr = 0, tg = 0, tb = 0;
            for (int i = -r; i <= r; i++) {
                int rgb = in[inIndex + clamp(i, 0, width - 1)];
                ta += (rgb >> 24) & 0xff;
                tr += (rgb >> 16) & 0xff;
                tg += (rgb >> 8) & 0xff;
                tb += rgb & 0xff;
            }
            for (int x = 0; x < width; x++) {
                out[outIndex] = (divide[ta] << 24) | (divide[tr] << 16)
                        | (divide[tg] << 8) | divide[tb];
                int i1 = x + r + 1;
                if (i1 > widthMinus1)
                    i1 = widthMinus1;
                int i2 = x - r;
                if (i2 < 0)
                    i2 = 0;
                int rgb1 = in[inIndex + i1];
                int rgb2 = in[inIndex + i2];
                ta += ((rgb1 >> 24) & 0xff) - ((rgb2 >> 24) & 0xff);
                tr += ((rgb1 & 0xff0000) - (rgb2 & 0xff0000)) >> 16;
                tg += ((rgb1 & 0xff00) - (rgb2 & 0xff00)) >> 8;
                tb += (rgb1 & 0xff) - (rgb2 & 0xff);
                outIndex += height;
            }
            inIndex += width;
        }
    }
    public static void blurFractional(int[] in, int[] out, int width,
            int height, float radius) {
        radius -= (int) radius;
        float f = 1.0f / (1 + 2 * radius);
        int inIndex = 0;
        for (int y = 0; y < height; y++) {
            int outIndex = y;
            out[outIndex] = in[0];
            outIndex += height;
            for (int x = 1; x < width - 1; x++) {
                int i = inIndex + x;
                int rgb1 = in[i - 1];
                int rgb2 = in[i];
                int rgb3 = in[i + 1];
                int a1 = (rgb1 >> 24) & 0xff;
                int r1 = (rgb1 >> 16) & 0xff;
                int g1 = (rgb1 >> 8) & 0xff;
                int b1 = rgb1 & 0xff;
                int a2 = (rgb2 >> 24) & 0xff;
                int r2 = (rgb2 >> 16) & 0xff;
                int g2 = (rgb2 >> 8) & 0xff;
                int b2 = rgb2 & 0xff;
                int a3 = (rgb3 >> 24) & 0xff;
                int r3 = (rgb3 >> 16) & 0xff;
                int g3 = (rgb3 >> 8) & 0xff;
                int b3 = rgb3 & 0xff;
                a1 = a2 + (int) ((a1 + a3) * radius);
                r1 = r2 + (int) ((r1 + r3) * radius);
                g1 = g2 + (int) ((g1 + g3) * radius);
                b1 = b2 + (int) ((b1 + b3) * radius);
                a1 *= f;
                r1 *= f;
                g1 *= f;
                b1 *= f;
                out[outIndex] = (a1 << 24) | (r1 << 16) | (g1 << 8) | b1;
                outIndex += height;
            }
            out[outIndex] = in[width - 1];
            inIndex += width;
        }
    }
    public static int clamp(int x, int a, int b) {
        return (x < a) ? a : (x > b) ? b : x;
    }

 

天边的星星