Ускорение обработки изображений: смена каналов с помощью ScanLine в Delphi

Delphi , Графика и Игры , Цвета и Палитра

Вопрос обработки изображений в программировании может быть довольно ресурсоёмким, особенно когда речь заходит о больших объемах данных. Одной из задач, с которой сталкиваются разработчики, является необходимость изменения порядка каналов в изображении, например, обмена красным и синим каналами. Это можно сделать, используя свойство Canvas.Pixels[], но такой подход может быть крайне медленным, особенно при работе с тысячами изображений.

Проблема

Рассмотрим ситуацию, когда необходимо изменить порядок каналов в пикселях изображения. В данном случае, каждый пиксель обрабатывается отдельно, что приводит к значительным временным затратам. Например, при использовании стандартного цикла для обработки каждого пикселя, время обработки одного изображения может достигать нескольких секунд.

procedure SwapBytes(var Bmp: TBitmap);
var
  X, Y: Integer;
  R, G, B: Byte;
  C: TColor;
begin
  for Y := 0 to Bmp.Height - 1 do begin
    for X := 0 to Bmp.Width - 1 do begin
      C:= Bmp.Canvas.Pixels[X,Y];
      R:= GetRValue(C);
      G:= GetGValue(C);
      B:= GetBValue(C);
      Bmp.Canvas.Pixels[X,Y]:= RGB(B, G, R)
    end;
  end;
end;

Решение с использованием ScanLine

Для ускорения процесса можно использовать так называемый ScanLine, который представляет собой прямой доступ к памяти изображения. Это позволяет обрабатывать данные значительно быстрее, так как уменьшается количество необходимых операций ввода-вывода.

Вот пример процедуры, которая меняет местами красный и синий каналы для 24-битных изображений:

procedure SwapRedBluePixels(ABitmap: TBitmap);
var
  X, Y: Integer;
  Red: Byte;
  Pixel: PRGBTriple;
begin
  if ABitmap.PixelFormat <> pf24bit then begin
    ShowMessage('Your bitmap has color depth different from 24-bit');
    Exit;
  end;
  for Y := 0 to (ABitmap.Height - 1) do begin
    Pixel := ABitmap.ScanLine[Y];
    for X := 0 to (ABitmap.Width - 1) do begin
      Red := Pixel.rgbtRed;
      Pixel.rgbtRed := Pixel.rgbtBlue;
      Pixel.rgbtBlue := Red;
      Inc(Pixel);
    end;
  end;
end;

Универсальное решение

Для обработки изображений с различной глубиной цвета, можно использовать следующий подход, который поддерживает как 24-битные, так и 32-битные изображения:

procedure SwapRedBluePixels(ABitmap: TBitmap);
var
  X, Y: Integer;
  Size: Integer;
  Pixels: PByteArray;
begin
  case ABitmap.PixelFormat of
    pf24bit: Size := SizeOf(TRGBTriple);
    pf32bit: Size := SizeOf(TRGBQuad);
    else begin
      ShowMessage('Your bitmap has unsupported color depth!');
      Exit;
    end;
  end;
  for Y := 0 to (ABitmap.Height - 1) do begin
    Pixels := ABitmap.ScanLine[Y];
    for X := 0 to (ABitmap.Width - 1) do begin
      Pixels^[(X * Size) + 2] := Pixels^[(X * Size)];
      Pixels^[(X * Size)] := Pixels^[(X * Size) + 2 + (SizeOf(Byte))]; // корректируем смещение для 32-битных изображений
    end;
  end;
end;

Заключение

Использование ScanLine позволяет значительно ускорить процесс обработки изображений в Delphi. Приведённые примеры кода демонстрируют, как можно изменить порядок каналов в пикселе, не затрагивая при этом остальные операции ввода-вывода, что является критически важным при работе с большими объемами данных.

Создано по материалам из источника по ссылке.

Разработка методов ускорения обработки изображений в Delphi, включая изменение порядка каналов с использованием прямого доступа к памяти изображений через свойство ScanLine.

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

:: Главная :: Цвета и Палитра ::