Delphi图像处理 -- 表面模糊
阅读提示：
《Delphi图像处理》系列以效率为侧重点，一般代码为PASCAL，核心代码采用BASM。
《C++图像处理》系列以代码清晰，可读性为主，全部使用C++代码。
尽可能保持二者内容一致，可相互对照。
本文代码必须包括文章《Delphi图像处理 -- 数据类型及公用过程》中的ImageData.pas单元。
图像的表面模糊处理是Photoshop CS2以后才有的新功能，其作用是在保留图像边缘的情况下，对图像的表面进行模糊处理。在对人物皮肤处理上，比高斯模糊更有效。因为高斯模糊在使人物皮肤光洁的同时，也将一些边缘特征如脸部的眉毛、嘴唇等给模糊了，不得不用蒙版小心的抹去这些地方的模糊部分。
在处理手法上，表面模糊也与其它卷积处理手段不同，如高斯模糊等在处理图像时都是采用统一的卷积矩阵进行，而表面模糊却是每一个像素点都有自己的卷积矩阵，而且还是3（4）套，用以对应于像素的R、G、B（A、R、G、B）分量。所以表面模糊在编程处理时，比其它卷积操作更复杂、更耗时，因为它要对每一个像素计算自己的卷积矩阵。表面模糊编程的难点也在计算卷积矩阵上，其它与一般图像卷积处理一样。
表面模糊处理有2个参数，即模糊半径和模糊阈值，前者确定模糊的范围，后者确定模糊的程度。模糊范围就是卷积矩阵大小，如模糊半径为1，则模糊矩阵直径为1*2+1等于3，矩阵元素个数为3*3等于9，矩阵的中间元素即是当前像素点。
矩阵元素值的计算公式为：
1) mij = 1 - (|pij - p0|) / 2.5T
变形后可得：
2) mij = (2.5T - ([pij - p0])) / 2.5T
其中，mij为矩阵的各元素值，pij为矩阵元素对应的像素分量值，p0为矩阵中心元素对应的像素分量值，T为阈值，|pij - p0|为矩阵元素对应像素分量值与中心元素对应像素分量值的绝对差值。如果mij < 0，则mij = 0。
对ARGB格式图像数据来说，因有4个分量，故需要4套卷积矩阵。
矩阵元素确定后，就可按照一般图像卷积操作进行处理了，即分别累计矩阵元素值和与之对应的像素分量值乘积，用累计像素分量值除以累计元素值，即可得到当前像素分量模糊处理后的值。
下面是表面模糊处理代码：
// ARGB图像数据表面模糊处理.
// 参数: 图像数据, 模糊半径, 阈值
procedure SurfaceBlur(var Data: TImageData; Radius, Threshold: Integer);
const
_fc2_5: Single = 2.5;
var
width, height, size: Integer;
srcOffset, dstOffset: Integer;
src: TImageData;
begin
if not (Radius in [1..100]) or not (Threshold in [2..255]) then Exit;
if Data.AlphaFlag then // 如果图像数据含Alpha信息, 转换为PARGB格式
ArgbConvertPArgb(Data);
src := _GetExpandData(Data, Radius);// 获取扩展半径后的备份图像数据
asm
push esi
push edi
push ebx
mov eax, Data
lea edx, src
call _SetCopyRegs
mov width, ecx
mov height, edx
mov srcOffset, eax
mov dstOffset, ebx
mov eax, src.Stride
mov ebx, Radius
shl ebx, 1
inc ebx
mov size, ebx
shl ebx, 2
neg ebx
add ebx, eax
add eax, 4
mul Radius
pxor xmm7, xmm7
cvtsi2ss xmm6, Threshold // xmm6 = 4 * (Threshold * 2.5)
movss xmm0, _fc2_5
mulss xmm6, xmm0
pshufd xmm6, xmm6, 0
@@yLoop:
push width
@@xLoop:
push esi
mov edx, Size
pxor xmm0, xmm0 // Total Pixels
pxor xmm5, xmm5 // Nuclear
movd xmm4, [esi+eax] // xmm4 = p0 = 4 * word(a,r,g,b)
punpcklbw xmm4, xmm7
@@iLoop:
mov ecx, Size
@@jLoop:
movd xmm3, [esi]
punpcklbw xmm3, xmm7
movaps xmm1, xmm3
movaps xmm2, xmm4
// 计算模糊矩阵元素值
psubw xmm1, xmm4 // xmm1 = xij - x0
psubw xmm2, xmm3 // xmm2 = x0 - xij
packuswb xmm1, xmm7 // 字节饱和去掉xmm1中各分量差值中的负值
packuswb xmm2, xmm7 // 字节饱和去掉xmm2中各分量差值中的负值
por xmm2, xmm1 // xmm2 = |xij - x0|
punpcklbw xmm2, xmm7
punpcklwd xmm2, xmm7
punpcklwd xmm3, xmm7
cvtdq2ps xmm3, xmm3
cvtdq2ps xmm2, xmm2
movaps xmm1, xmm6
subps xmm1, xmm2
divps xmm1, xmm6 // xmm1 = (xmm6 - xmm2) / xmm6
maxps xmm1, xmm7 // 去掉xmm1中的负值
mulps xmm3, xmm1 // xij *= xmm1
// 累计模糊矩阵元素值和与对应像素值的乘积
addps xmm5, xmm1 // Nuclear += xmm1
addps xmm0, xmm3 // Total Pixels += xij
add esi, 4
loop @@jLoop
add esi, ebx
dec edx
jnz @@iLoop
divps xmm0, xmm5 // p0 = Total Pixels /= Nuclear
cvtps2dq xmm0, xmm0
packssdw xmm0, xmm7
packuswb xmm0, xmm7
movd [edi], xmm0
pop esi
add esi, 4
add edi, 4
dec width
jnz @@xLoop
pop width
add esi, srcOffset
add edi, dstOffset
dec height
jnz @@yLoop
pop ebx
pop edi
pop esi
end;
FreeImageData(src);
if Data.AlphaFlag then // 如果图像数据含Alpha信息, 还原为ARGB格式
PArgbConvertArgb(Data);
end;
例子运行效果截图：
《Delphi图像处理》系列使用GDI+单元下载地址和说明见文章《GDI+ for VCL基础 -- GDI+ 与 VCL》。
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