用FreeSWITCH进行图像处理

在Mac上用Preview、Keynote、ImageMagick和FreeSWITCH进行图像处理

现在处理图片的软件这么多，你可能奇怪为什么需要用到FreeSWITCH处理图像。

是的，最流行也是最标准的图像处理工具当然是PhotoShop，PhotoShop如此流行，以至于它的缩写PS都成了图像处理的代名词。但是，PhotoShop唯一的缺点就是太贵，这些钱对于设计人员来说当然是值得花的，但对于广大程序员来说，它是个低频应用，可能一年中也用不了几次，就不合算。有时候实在需要，我也是使用GIMP凑合着用。GIMP是开源的，也能用，但说实话用起来确实不如PhotoShop顺手。

当然，作为一名程序员，希望寻找另外的工具的动机就是，是否有比较轻量级的工具，是否能自动批量处理等。

好了，言归正传，说说我为什么选了这么多工具来处理图像。

请听题：我的需求是，将我写的毛笔字底色处理成透明的，将黑色替换成需要的颜色，做在书的封面上。原始图像如下图。

当然这么折腾是有原因的，主要的原因是基本上所有好看的适合做封面的字体都是有版权的。

为了能在书中比较好的排版，在生成这幅图像时就使用了以下步骤和工具：

使用iPhone拍照，然后通过AirDrop传到Mac上，选中需要的文字，按⌘+K（或选菜单Tools --> Crop），保存或导出到PNG，就准备好了上面的图像。

查看图像的分辨率，这里用到了ImageMagick：

identify wenji-1.png
wenji.png PNG 4032x1682 4032x1682+0+0 8-bit sRGB 5.11007MiB 0.000u 0:00.000

当然图像的分辨率比较高，我们根据需要降一下分辨率，以避免占用不必要的空间：

convert wenji.png -resize 400x200 wenji-1.png

其中identity和convert都是ImageMagick里工具，后者可以改变图像的大小，生成一幅新的图像。『宽x高』是目标图像的大小，它默认会保持图像的比例，即如果原始图像比例与目标比例不一致的情况下，实际尺寸可能会比指定的值小，如：

identify wenji-1.png
wenji-1.png PNG 400x167 400x167+0+0 8-bit sRGB 77381B 0.000u 0:00.000

接下来用以下命令就可以将底色变成透明的：

convert wenji-1.png -fuzz 40% -transparent white wenji-2.png

或

convert wenji-1.png -alpha set -channel RGBA -fuzz 20% -fill none +profile "*" +opaque "rgb(255,0,0)" wenji-2.png

下一步，尝试把文字变成红色的：

convert wenji-2.png -alpha set -channel RGBA -fuzz 50% -fill red -draw "color 135,99 replace" wenji-3.png

找到文字上的一个点（方法有很多，我使用的是在Preview中打开图像，然后用矩形选择框从左上角选取区域，在移动鼠标的过程中就可以看到当前坐标，在此我们找到的点是(135,99)），然后以此为中心选取范围为50%的相似区域，替换成红色。图像如下。

但这样不完美：1）层次感没有了，2）太过粗糙。

虽然通过小心的调整参数可以做的好一点，但是还是达不到要求。

首先，ImageMagic在“抠图”（将底色变透明）时，由于背景明暗相差太大，需要很多次处理才能做得更好，但太多次数处理图像又会使图像质量变差，另外，我也不知道如何用ImageMagick处理颜色的层次。我们需要找新的工具。

完成这项任务的最好的工具当然是Keynote了。将原始图像插入Keynote，选右侧红色方框标的Instant Alpha按钮，然后用鼠标选中一个点，按下鼠标拖动就可以将相似的区域变为透明。超级好用。图中显示的是『文』字中间6%的情况。可以在不同的区域重复多次以便得到完美的效果。

处理完毕后，再复制图像，回到Preview中，新建一幅图像，内存中的内容将自动粘贴到图像中，保存为PNG就好了（记着保存时要选中（Alpha）以保证图像中有透明通道）。由于底色已经完全透明，我们可以看到复制后的图像已经比以前变小了。

identify wenji-5.png
wenji-5.png PNG 256x143 256x143+0+0 8-bit sRGB 26574B 0.000u 0:00.000

下面的任务是要进行颜色替换，为此，我使用FreeSWITCH的库libfreeswitch写了一个程序，先看效果。

./c wenji-5.png wenji-6.png

上代码。非常简单，连空行只有21行。

首先，第一行引入switch.h头文件。程序从main函数开始。在第5行，读入待处理的文件（命令行的第一个参数），在内容中存储的格式是ARGB，即具有Alpha通道，以保存图像的透明信息。

 1	#include <switch.h>
 2
 3	int main(int argc, char **argv)
 4	{
 5		switch_image_t *img = switch_img_read_png(argv[1], SWITCH_IMG_FMT_ARGB);
 6		switch_assert(img);
 7
 8		int i, j;
 9

第10行，对图像从上到下逐行扫描（其中d_h为图像高度）。第11行，对当前行的每一个像素进行扫描。第12行，依次取每一个像素的颜色值。

其中img->planes[0]为图像的起始地址，img->stride[0]为图像的宽度（此处与img->d_w相等）在ARGB格式的图像中，每个色彩分量占一个字节，取值范围为0~255，所以一个像素占4个字节。switch_rgb_color_t是一个颜色结构体，占4个字节。

10		for(j = 0; j < img->d_h; j++) {
11			for(i = 0; i < img->d_w; i++) {
12				switch_rgb_color_t c = *(switch_rgb_color_t *)(img->planes[0] + j * img->stride[0] + i * 4);
13

取得当前像素的颜色后，第14行将红色分量变为最大值255，即最红，其它分量不变。第15行将颜色写回图像内存。

14				c.r = 255;
15				*(switch_rgb_color_t *)(img->planes[0] + j * img->stride[0] + i * 4) = c;
16			}
17		}

处理结束后，第19行将图像保存到新的文件（命令行上的第二个参数），并于第20行释放内存。

19		switch_img_write_png(img, argv[2]);
20		switch_img_free(&img);
21	}

程序很简单（简单起见没加太多的错误处理语句），用以下命令编译，生成可执行文件c：

gcc -o c -I/usr/local/freeswitch/include/freeswitch -L/usr/local/freeswitch/lib -lfreeswitch c.c

不错，至此墨色浓淡，层次感都保存较好啦。还不错吧？

不过，这里还有一点点小问题。那就是《文集》的封面是黄色的，那么墨色越淡就应该越接近于黄色，而不是白色。当然这也难不住我们，我们知道，黄 = 红＋绿，所以，只需要将蓝色分量去掉就可以了。在第14行后面加入『c.b = 0;』就将白色变成了黄色。当然，完全去掉蓝色分量会使那个像素变暗，所以，我们把其中一部分加回到绿色分量上，代码片断如下：

14	int g = c.g + c.b / 2;
15	c.r = 255;
16	c.g = g > 255 ? 255 : g;
17	c.b = 0;

加上黄色的底色看看，最终效果看起来还不错吧？

convert wenji-7.png -fuzz 25% -fill none -background yellow -flatten wenji-8.png

没有一个工具是完美的，但工程师总能找到合适的工具解决相应的问题。在看到此文之前，你是不是以为Preview只能用于看图，FreeSWITCH只能用于打电话呢？