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  • 1 # hgfdsejbv9

    一、基礎


      對於彩色轉灰度,有一個很著名的心理學公式:


    Gray = R*0.299 + G*0.587 + B*0.114


    二、整數演算法


      而實際應用時,希望避免低速的浮點運算,所以需要整數演算法。


      注意到係數都是3位精度的沒有,我們可以將它們縮放1000倍來實現整數運算演算法:


    Gray = (R*299 + G*587 + B*114 + 500) / 1000


      RGB一般是8位精度,現在縮放1000倍,所以上面的運算是32位整型的運算。注意後面那個除法是整數除法,所以需要加上500來實現四捨五入。


      就是由於該演算法需要32位運算,所以該公式的另一個變種很流行:


    Gray = (R*30 + G*59 + B*11 + 50) / 100


      但是,雖說上一個公式是32位整數運算,但是根據80x86體系的整數乘除指令的特點,是可以用16位整數乘除指令來運算的。而且現在32位早普及了(AMD64都出來了),所以推薦使用上一個公式。


    三、整數移位演算法


      上面的整數演算法已經很快了,但是有一點仍制約速度,就是最後的那個除法。移位比除法快多了,所以可以將係數縮放成 2的整數冪。


      習慣上使用16位精度,2的16次冪是65536,所以這樣計算係數:


    0.299 * 65536 = 19595.264 ≈ 19595


    0.587 * 65536 + (0.264) = 38469.632 + 0.264 = 38469.896 ≈ 38469


    0.114 * 65536 + (0.896) = 7471.104 + 0.896 = 7472


      可能很多人看見了,我所使用的舍入方式不是四捨五入。四捨五入會有較大的誤差,應該將以前的計算結果的誤差一起計算進去,舍入方式是去尾法:


      寫成表示式是:


    Gray = (R*19595 + G*38469 + B*7472) >> 16


      2至20位精度的係數:


    Gray = (R*1 + G*2 + B*1) >> 2


    Gray = (R*2 + G*5 + B*1) >> 3


    Gray = (R*4 + G*10 + B*2) >> 4


    Gray = (R*9 + G*19 + B*4) >> 5


    Gra

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