平均四个像素的图像会产生不稳定的颜色答案

【问题标题】：Averaging four pixels of image yields wonky colors平均四个像素的图像会产生不稳定的颜色
【发布时间】：2013-11-16 17:15:36
【问题描述】：

我有一个指定高度和宽度的图像要缩小 1/4。我这样做的方法是取 4 个像素（例如，（0,0），（1,0），（0,1），（1,1）），获取每个像素的 RGB 值，然后取平均值RGB 值并将其作为一个像素注入新图像（因此前面提到的这四个像素坐标将成为新图像的 (0,0)）。

它工作，有点;我在结果中有一些颜色偏差。

左边是原图，右边是经过上述方法处理的。我这辈子都想不通为什么颜色很奇怪。

对于它的价值，我正在使用以下方法：

getPixel();
getColor();
setColor();

RGB 值分别通过getRed() 等获取。这些值以整数形式存储。

【问题讨论】：

如果您执行r = r + 0.25*color.getRed() 之类的操作而不是稍后进行平均，会发生什么情况？您可能会遇到整数溢出（即：总和如此之大以至于大于整数可以容纳的最大值，并且它溢出为负数或从零重新开始）或整数饱和（即：语言检测到您将发生整数溢出，因此任何进一步的添加只会产生相同的值）。这种方法效率稍低，因为您在每个循环中进行更多的划分，但它更安全。
实用阅读：en.wikipedia.org/wiki/Integer_overflow 和 en.wikipedia.org/wiki/Saturation_arithmetic
r,g 和 b 是如何声明的？
不过，整数的范围应该远远超过 1024。不过，对于@Dogbert 的价值；我试过r = r + 0.25*color.getRed() 和绿色和蓝色等价物，我的输出是彩虹静态噪声的美妙画布。
这是什么 API？ java.awt.Color 将使用 getRed/getBlue/getGreen 方法返回 0 - 255 范围内的 RGB 值。不会溢出。

【解决方案1】：

在哪里重置变量 r、g、b？

b 用于颜色和迭代？

【讨论】：

很好，但幸运的是，上面不是我正在使用的代码，只是重写了。在我的实际代码中，我根本不使用 b，我使用其他变量。不过，我确实修复了 OP 中的代码。这个错误很愚蠢。我忘了重置 RBG 值。干杯！

【解决方案2】：

看起来像溢出。 R、G 和 B 是什么数据类型？如果它们是 8 位无符号的，则在添加和移位之前转换为 16 位无符号。平均值会出现在适当的范围内，因为平均值不能超过给定的最小值到最大值的范围，但中间和很容易做到这一点。

如果您不介意处理速度较慢，请转换为浮点数，加并除以 4，然后再转换回来。可以做更多的数学运算，例如对数，双曲正切（我的最爱）等。但是您的问题并不表明需要这些东西。然而，当数学变得繁重时，它几乎是通用的治疗方法。

【讨论】：

【解决方案3】：

您永远不会在循环中重置 r,g,b，因此下一个像素没有获得正确的值（在 any 情况下）。它将四个像素添加到最后一个像素结果中，然后除以 4。

由于将五个数字加在一起，您的颜色值会逐渐上升。例如，如果前一个像素的红色值是240，接下来的四个是220,220,220,220，那么即使所有四个像素都是220，你也会得到280 的“平均值”。然后下一个像素会更乱，等等。

这就是为什么您会出现“蠕变”溢出的原因。当一个超过 255 时，当数字与setColor() 组合在一起时，您会溢出。您可以清楚地看到每个字节溢出的位置。首先是红色（在青色区域），然后是黄色（在深蓝色区域）。

只要确保在调用setColor() 后将r,g,b 重置为零，就可以了。

【讨论】：

【解决方案4】：

只需将 r,g,b 声明为 long 无符号整数。

long unsigned int r,g,b;

在颜色可能为 (255,0,0) 且格式为 RGBA 的地方。 R 组件被移位 24 位以用完最高有效的 8 位。即使将它乘以 2 也可能导致无符号 32 位 int 溢出。使用 64 位（有符号或无符号）可以解决这个问题

【讨论】：

详细说明，这个答案表明您的问题是数字溢出。当您添加时，您的总和将返回负值。将 r,g,b 值声明为 long 可为您提供更高的上限，从而防止数字溢出。但是，将 r,g,b 声明为 int 而不是 long 可以正常工作。