Durchschnittsfarbe eines Bitmap "schnell" ermitteln

[Amateurprofi]

Zitat von KodeZwerg:

Guten morgen Gemeinde!

Ein Neuer Tag, ein neues problem
...
Ich versuche aus einem Bitmap eine Durchschnittsfarbe zu ermitteln.
...
Hier ist das was ich aus seinem guten Beispiel #2 gemacht habe, es funktioniert, aber doch recht langsam:
...

Hallo KodeZwerg:
Ich hab dir mal etwas zusammengestoppelt.
Aufruf mit GetAvgColor(Dateiname) oder GetAvgColor(Bitmap)
Mit TestGetAvgColor; hab ich das Ergebnis und die Performance getestet und mit der Funktion aus #3 verglichen.
Die zurückgegebenen Durchschnittsfarben sind identisch, die Ausführungszeiten sind dagegen höchst unterschiedlich.

Delphi-Quellcode:

FUNCTION AvgColor(P,LO,W,H:NativeInt):TColor;
// P  : Zeiger auf das erste Pixel der ersten Zeile einer Bitmap
// LO : Offset (in Bytes) auf die jeweils nächste Zeit
// W  : Breite der Bitmap
// H  : Höhe der Bitmap
{$IFDEF CPUX86}
const
   OfsBlueLo=0; OfsBlueHi=OfsBlueLo+4;
   OfsGreenLo=OfsBlueHi+4; OfsGreenHi=OfsGreenLo+4;
   OfsRedLo=OfsGreenHi+4; OfsRedHi=OfsRedLo+4;
   OfsCount=OfsRedHi+4; OfsH=OfsCount+4; OfsLO=OfsH+4;
   OfsStack=OfsLO+4;
{$ENDIF}
asm
{$IFDEF CPUX86}// EAX=P, EDX=LO, ECX=W, Stack=H
               // Register retten
               push     ebx
               push     edi
               push     esi
               // LO, H und Anzahl Pixel auf Stack legen
               push     edx                  // LO
               mov      ebx,H
               push     ebx                  // H
               imul     ebx,ecx
               push     ebx                  // Anzahl Pixel
               // Summen auf Stack
               push     0
               push     0
               push     0
               push     0
               push     0
               push     0
               // ESI hinter erste Zeile
               lea      ebp,[ecx+ecx*2]
               lea      esi,[eax+ebp]
               neg      ebp
               // Summen ermitteln
@Loop1:        mov      edi,ebp
               xor      ebx,ebx
               xor      ecx,ecx
               xor      edx,edx
@Loop2:        movzx    eax,byte[esi+edi]    // Blue
               add      ebx,eax
               movzx    eax,byte[esi+edi+1]  // Green
               add      ecx,eax
               movzx    eax,byte[esi+edi+2]  // Red
               add      edx,eax
               add      edi,3
               jl       @Loop2               // Nächstes Pixel
               add      [esp+OfsBlueLo],ebx  // Summe Blue
               adc      [esp+OfsBlueHi],0
               add      [esp+OfsGreenLo],ecx // Summe Green
               adc      [esp+OfsGreenHi],0
               add      [esp+OfsRedLo],edx   // Summe Red
               adc      [esp+OfsRedHi],0
               // Zeiger auf nächste Zeile
               add      esi,[esp+OfsLO];
               dec      [esp+OfsH]
               jnz      @Loop1
               // AvgWerte erbitteln
               mov      eax,[esp+OfsBlueLo]
               mov      edx,[esp+OfsBlueHi]
               div      [esp+OfsCount]
               movzx    ecx,al
               shl      ecx,16
               mov      eax,[esp+OfsGreenLo]
               mov      edx,[esp+OfsGreenHi]
               div      [esp+OfsCount]
               mov      ch,al
               mov      eax,[esp+OfsRedLo]
               mov      edx,[esp+OfsRedHi]
               div      [esp+OfsCount]
               mov      cl,al
               mov      eax,ecx              // Result=AvgColor
               // Stack bereinigen
               add      esp,OfsStack
               // Register wieder herstellen
               pop      esi
               pop      edi
               pop      ebx
{$ELSE}        // RCX=P, RDX=LO, R8=W, R9=H
               push     r12
               push     r13
               push     r14
               // Anzahl Pixel in R13
               mov      r13,R8
               imul     R13,R9
               // R11 hinter erste Zeile, R12=-W*3
               lea      r12,[r8+r8*2]
               lea      r11,[rcx+r12]
               neg      r12
               // Summen ermitteln
               xor      rcx,rcx              // Summe Blue
               xor      r8,r8                // Summe Green
               xor      r10,r10              // Summe Red
@Loop1:        mov      r14,r12
@Loop2:        movzx    rax,byte[r11+r14]    // Blue
               add      rcx,rax
               movzx    rax,byte[r11+r14+1]  // Green
               add      r8,rax
               movzx    rax,byte[r11+r14+2]  // Red
               add      r10,rax
               add      r14,3
               jl       @Loop2               // Nächstes Pixel
               // Zeiger auf nächste Zeile
               add      r11,rdx;
               dec      r9
               jnz      @Loop1
               // AvgWerte erbitteln
               mov      rax,rcx              // Blue
               xor      rdx,rdx
               div      r13
               movzx    rcx,al
               shl      rcx,16
               mov      rax,r8               // Green
               xor      rdx,rdx
               div      r13
               mov      ch,al
               mov      rax,r10
               xor      rdx,rdx
               div      r13
               mov      cl,al
               mov      rax,rcx              // Result=AvgColor
               // Register wieder herstellen
               pop      r14
               pop      r13
               pop      r12
{$ENDIF}
end;

Delphi-Quellcode:

FUNCTION GetAvgColor(Bmp:TBitmap):TColor; overload;
var LO,P:NativeInt;
begin
   Assert(Bmp.PixelFormat=pf24bit);
   Assert(Bmp.Width>0);
   Assert(Bmp.Height>0);
   P:=NativeInt(Bmp.ScanLine[0]);
   LO:=NativeInt(Bmp.ScanLine[1])-P;
   Result:=AvgColor(P,LO,Bmp.Width,Bmp.Height);
end;

Delphi-Quellcode:

FUNCTION GetAvgColor(Dsn:String):TColor; overload;
var Bmp:TBitmap;
begin
   Result:=0;
   if not FileExists(Dsn) then
      raise Exception.Create('Datei "'+Dsn+'" nicht gefunden');
   Bmp:=TBitmap.Create;
   Bmp.LoadFromFile(Dsn);
   Result:=GetAvgColor(Bmp);
   Bmp.Free;
end;

Delphi-Quellcode:

// Aus #3 TiGü (Filename hier als Parameter statt lokale Variable)
function GetAvgBmpColor(Filename:String): TColor;
type
  TRgbTriple = packed record
    // do not change the order of the fields, do not add any fields
    Blue: Byte;
    Green: Byte;
    Red: Byte;
  end;
  TRgbTripleArray = packed array[0..MaxInt div SizeOf(TRgbTriple) - 1] of TRgbTriple;
  PRgbTripleArray = ^TRgbTripleArray;
var
  x, y: Integer;
  r, g, b: Integer;
  Pixel: TRgbTriple;
  Bmp: TBitmap;
//  Filename: string;
  wic: TWICImage;
  Resolution: Integer;
  ScanLinePtr: Pointer;
begin
  Result := 0;
  //Filename := 'Der magische Pfad';
  if not FileExists(Filename) then
    Exit;
  bmp := TBitmap.Create;
  wic := TWICImage.Create;
  try
    wic.LoadFromFile(Filename);
    bmp.Assign(wic);
    bmp.PixelFormat := pf24bit;
    r := 0;
    g := 0;
    b := 0;
    Assert(bmp.PixelFormat = pf24bit);

    for y := 0 to Pred(Bmp.Height) do
    begin
      ScanLinePtr := bmp.Scanline[y]; // der springende Punkt!
      for x := 0 to Pred(Bmp.Width) do
      begin
        Pixel := PRgbTripleArray(ScanLinePtr)^[x];
        r := r + Pixel.Red;
        g := g + Pixel.Green;
        b := b + Pixel.Blue;
      end;
    end;

    Resolution := (bmp.Width * bmp.Height);
    r := r div Resolution;
    g := g div Resolution;
    b := b div Resolution;
    Result := RGB(r, g, b);
  finally
    bmp.Free;
    wic.Free;
  end;
end;

Delphi-Quellcode:

PROCEDURE TestGetAvgColor;
const Width=2900; Height=2900; Color=$010203;
var T0,T1,T2:Cardinal; R:TRect; Bmp:TBitmap; CL1,CL2:TColor; Dsn:String;
begin
   Bmp:=TBitmap.Create;
   Bmp.PixelFormat:=pf24Bit;
   Bmp.SetSize(Width,Height);
   SetRect(R,0,0,Bmp.Width,Bmp.Height);
   Bmp.Canvas.Brush.Color:=Color;
   Bmp.Canvas.FillRect(R);
   Dsn:=ExtractFilePath(ParamStr(0))+'Test.bmp';
   Bmp.SaveToFile(Dsn);
   Bmp.Free;
   T0:=GetTickCount;
   CL1:=GetAvgColor(Dsn);
   T1:=GetTickCount;
   CL2:=GetAvgBmpColor(Dsn);
   T2:=GetTickCount;
   ShowMessage('$'+IntToHex(CL1,8)+' '+IntToStr(T1-T0)+#13+
               '$'+IntToHex(CL2,8)+' '+IntToStr(T2-T1));
end;