将 UIImage 转换为灰度保持图像质量
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【中文标题】将 UIImage 转换为灰度保持图像质量【英文标题】：Convert UIImage to grayscale keeping image quality 【发布时间】：2017-03-03 21:28:42 【问题描述】：我有这个扩展名（在obj-c 中找到，我将其转换为Swift3）以获得相同的UIImage 但灰度：
public func getGrayScale() -> UIImage
let imgRect = CGRect(x: 0, y: 0, width: width, height: height)
let colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceGray()
let context = CGContext(data: nil, width: Int(width), height: Int(height), bitsPerComponent: 8, bytesPerRow: 0, space: colorSpace, bitmapInfo: CGBitmapInfo(rawValue: CGImageAlphaInfo.none.rawValue).rawValue)
context?.draw(self.cgImage!, in: imgRect)
let imageRef = context!.makeImage()
let newImg = UIImage(cgImage: imageRef!)
return newImg
我可以看到灰色图像，但它的质量很差......我能看到的唯一与质量有关的是上下文构造函数中的bitsPerComponent: 8。但是查看 Apple 的文档，这是我得到的：
显示ios只支持8bpc...那为什么我不能提高质量呢？
【问题讨论】：
检查您的宽度和高度以确保原件不是 2 倍大小。 【参考方案1】：我会使用 CoreImage，它可以保持质量。
func convertImageToBW(image:UIImage) -> UIImage
let filter = CIFilter(name: "CIPhotoEffectMono")
// convert UIImage to CIImage and set as input
let ciInput = CIImage(image: image)
filter?.setValue(ciInput, forKey: "inputImage")
// get output CIImage, render as CGImage first to retain proper UIImage scale
let ciOutput = filter?.outputImage
let ciContext = CIContext()
let cgImage = ciContext.createCGImage(ciOutput!, from: (ciOutput?.extent)!)
return UIImage(cgImage: cgImage!)
根据您使用此代码的方式，出于性能原因，您可能希望在其外部创建 CIContext。
【讨论】：
【参考方案2】：试试下面的代码：
注意：代码已更新，错误已修复...
在 Swift 3 中测试的代码。originalImage 是您尝试转换的图像。
答案 1：
var context = CIContext(options: nil)
更新： CIContext 是处理rendering 的核心图像组件，核心图像的所有处理都在CIContext 中完成。这有点类似于Core Graphics 或OpenGL context。有关更多信息，请访问Apple Doc.
func Noir()
let currentFilter = CIFilter(name: "CIPhotoEffectNoir")
currentFilter!.setValue(CIImage(image: originalImage.image!), forKey: kCIInputImageKey)
let output = currentFilter!.outputImage
let cgimg = context.createCGImage(output!,from: output!.extent)
let processedImage = UIImage(cgImage: cgimg!)
originalImage.image = processedImage
您还需要考虑以下可以产生类似效果的过滤器
CIPhotoEffectMono
CIPhotoEffectTonal
答案 1 的输出：
答案 2 的输出：
改进的答案：
答案 2： 在应用 coreImage 过滤器之前自动调整输入图像
var context = CIContext(options: nil)
func Noir()
//Auto Adjustment to Input Image
var inputImage = CIImage(image: originalImage.image!)
let options:[String : AnyObject] = [CIDetectorImageOrientation:1 as AnyObject]
let filters = inputImage!.autoAdjustmentFilters(options: options)
for filter: CIFilter in filters
filter.setValue(inputImage, forKey: kCIInputImageKey)
inputImage = filter.outputImage
let cgImage = context.createCGImage(inputImage!, from: inputImage!.extent)
self.originalImage.image = UIImage(cgImage: cgImage!)
//Apply noir Filter
let currentFilter = CIFilter(name: "CIPhotoEffectTonal")
currentFilter!.setValue(CIImage(image: UIImage(cgImage: cgImage!)), forKey: kCIInputImageKey)
let output = currentFilter!.outputImage
let cgimg = context.createCGImage(output!, from: output!.extent)
let processedImage = UIImage(cgImage: cgimg!)
originalImage.image = processedImage
注意：如果你想看到更好的结果。你应该在real device而不是simulator上测试你的代码...
【讨论】：
【参考方案3】：这是目标 c 中的一个类别。请注意，至关重要的是，此版本考虑了规模。
- (UIImage *)grayscaleImage
return [self imageWithCIFilter:@"CIPhotoEffectMono"];
- (UIImage *)imageWithCIFilter:(NSString*)filterName
CIImage *unfiltered = [CIImage imageWithCGImage:self.CGImage];
CIFilter *filter = [CIFilter filterWithName:filterName];
[filter setValue:unfiltered forKey:kCIInputImageKey];
CIImage *filtered = [filter outputImage];
CIContext *context = [CIContext contextWithOptions:nil];
CGImageRef cgimage = [context createCGImage:filtered fromRect:CGRectMake(0, 0, self.size.width*self.scale, self.size.height*self.scale)];
// Do not use initWithCIImage because that renders the filter each time the image is displayed. This causes slow scrolling in tableviews.
UIImage *image = [[UIImage alloc] initWithCGImage:cgimage scale:self.scale orientation:self.imageOrientation];
CGImageRelease(cgimage);
return image;
【讨论】：
但他不是那里唯一的人:)，谢谢@arsenius 是的，这正是我需要的 :)【参考方案4】：根据 Joe 的回答，我们很容易将 Original 转换为 B&W 。但是返回原始图像请参考以下代码：
var context = CIContext(options: nil)
var startingImage : UIImage = UIImage()
func Noir()
startingImage = imgView.image!
var inputImage = CIImage(image: imgView.image!)!
let options:[String : AnyObject] = [CIDetectorImageOrientation:1 as AnyObject]
let filters = inputImage.autoAdjustmentFilters(options: options)
for filter: CIFilter in filters
filter.setValue(inputImage, forKey: kCIInputImageKey)
inputImage = filter.outputImage!
let cgImage = context.createCGImage(inputImage, from: inputImage.extent)
self.imgView.image = UIImage(cgImage: cgImage!)
//Filter Logic
let currentFilter = CIFilter(name: "CIPhotoEffectNoir")
currentFilter!.setValue(CIImage(image: UIImage(cgImage: cgImage!)), forKey: kCIInputImageKey)
let output = currentFilter!.outputImage
let cgimg = context.createCGImage(output!, from: output!.extent)
let processedImage = UIImage(cgImage: cgimg!)
imgView.image = processedImage
func Original()
imgView.image = startingImage
【讨论】：
这不是恢复原始照片的方法。如果添加过滤器 2 次并想恢复到原始照片怎么办？这个解决方案行不通。【参考方案5】：Joe 的回答是 UIImage 的扩展 Swift 4 适用于不同的规模：
extension UIImage
var noir: UIImage
let context = CIContext(options: nil)
let currentFilter = CIFilter(name: "CIPhotoEffectNoir")!
currentFilter.setValue(CIImage(image: self), forKey: kCIInputImageKey)
let output = currentFilter.outputImage!
let cgImage = context.createCGImage(output, from: output.extent)!
let processedImage = UIImage(cgImage: cgImage, scale: scale, orientation: imageOrientation)
return processedImage
【讨论】：
还有怎么找回原图呢？ @SasukeUchiha 请参阅 CodeBender 的回答。恐怕无法恢复原始图像，因为应用黑色滤镜后大部分颜色信息都会丢失【参考方案6】：一个 Swift 4.0 扩展，它返回一个可选的 UIImage 以避免任何潜在的崩溃。
import UIKit
extension UIImage
var noir: UIImage?
let context = CIContext(options: nil)
guard let currentFilter = CIFilter(name: "CIPhotoEffectNoir") else return nil
currentFilter.setValue(CIImage(image: self), forKey: kCIInputImageKey)
if let output = currentFilter.outputImage,
let cgImage = context.createCGImage(output, from: output.extent)
return UIImage(cgImage: cgImage, scale: scale, orientation: imageOrientation)
return nil
要使用这个：
let image = UIImage(...)
let noirImage = image.noir // noirImage is an optional UIImage (UIImage?)
【讨论】：
如何在代码中使用这个？可以举个例子吗？ 在 Swift 5.1 中完美运行【参考方案7】：上述所有解决方案都依赖于CIImage，而UIImage 通常将CGImage 作为其底层图像，而不是CIImage。所以这意味着你必须在开始时将你的底层图像转换为CIImage，最后将它转换回CGImage（如果你不这样做，用CIImage构造UIImage会有效地为你做这件事)。
虽然对于许多用例来说可能没问题，但 CGImage 和 CIImage 之间的转换不是免费的：它可能很慢，并且在转换时会产生很大的内存峰值。
所以我想提一个完全不同的解决方案，它不需要来回转换图像。它使用Accelerate，Apple here完美描述。
这是一个演示这两种方法的游乐场示例。
import UIKit
import Accelerate
extension CIImage
func toGrayscale() -> CIImage?
guard let output = CIFilter(name: "CIPhotoEffectNoir", parameters: [kCIInputImageKey: self])?.outputImage else
return nil
return output
extension CGImage
func toGrayscale() -> CGImage
guard let format = vImage_CGImageFormat(cgImage: self),
// The source image bufffer
var sourceBuffer = try? vImage_Buffer(
cgImage: self,
format: format
),
// The 1-channel, 8-bit vImage buffer used as the operation destination.
var destinationBuffer = try? vImage_Buffer(
width: Int(sourceBuffer.width),
height: Int(sourceBuffer.height),
bitsPerPixel: 8
) else
return self
// Declare the three coefficients that model the eye's sensitivity
// to color.
let redCoefficient: Float = 0.2126
let greenCoefficient: Float = 0.7152
let blueCoefficient: Float = 0.0722
// Create a 1D matrix containing the three luma coefficients that
// specify the color-to-grayscale conversion.
let divisor: Int32 = 0x1000
let fDivisor = Float(divisor)
var coefficientsMatrix = [
Int16(redCoefficient * fDivisor),
Int16(greenCoefficient * fDivisor),
Int16(blueCoefficient * fDivisor)
]
// Use the matrix of coefficients to compute the scalar luminance by
// returning the dot product of each RGB pixel and the coefficients
// matrix.
let preBias: [Int16] = [0, 0, 0, 0]
let postBias: Int32 = 0
vImageMatrixMultiply_ARGB8888ToPlanar8(
&sourceBuffer,
&destinationBuffer,
&coefficientsMatrix,
divisor,
preBias,
postBias,
vImage_Flags(kvImageNoFlags)
)
// Create a 1-channel, 8-bit grayscale format that's used to
// generate a displayable image.
guard let monoFormat = vImage_CGImageFormat(
bitsPerComponent: 8,
bitsPerPixel: 8,
colorSpace: CGColorSpaceCreateDeviceGray(),
bitmapInfo: CGBitmapInfo(rawValue: CGImageAlphaInfo.none.rawValue),
renderingIntent: .defaultIntent
) else
return self
// Create a Core Graphics image from the grayscale destination buffer.
guard let result = try? destinationBuffer.createCGImage(format: monoFormat) else
return self
return result
为了测试，我使用了完整尺寸的this 图片。
let start = Date()
var prev = start.timeIntervalSinceNow * -1
func info(_ id: String)
print("\(id)\t: \(start.timeIntervalSinceNow * -1 - prev)")
prev = start.timeIntervalSinceNow * -1
info("started")
let original = UIImage(named: "Golden_Gate_Bridge_2021.jpg")!
info("loaded UIImage(named)")
let cgImage = original.cgImage!
info("original.cgImage")
let cgImageToGreyscale = cgImage.toGrayscale()
info("cgImage.toGrayscale()")
let uiImageFromCGImage = UIImage(cgImage: cgImageToGreyscale, scale: original.scale, orientation: original.imageOrientation)
info("UIImage(cgImage)")
let ciImage = CIImage(image: original)!
info("CIImage(image: original)!")
let ciImageToGreyscale = ciImage.toGrayscale()!
info("ciImage.toGrayscale()")
let uiImageFromCIImage = UIImage(ciImage: ciImageToGreyscale, scale: original.scale, orientation: original.imageOrientation)
info("UIImage(ciImage)")
结果（以秒为单位）
CGImage 方法大约需要 1 秒。总计：
original.cgImage : 0.5257829427719116
cgImage.toGrayscale() : 0.46222901344299316
UIImage(cgImage) : 0.1819549798965454
CIImage 方法耗时约 7 秒。总计：
CIImage(image: original)! : 0.6055610179901123
ciImage.toGrayscale() : 4.969912052154541
UIImage(ciImage) : 2.395193934440613
将图像以 JPEG 格式保存到磁盘时，使用 CGImage 创建的图像也比使用 CIImage 创建的图像小 3 倍（5 MB 对 17 MB）。两张图片的质量都很好。这是一个符合 SO 限制的小版本：
【讨论】：
以上是关于将 UIImage 转换为灰度保持图像质量的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章