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我正在从磁盘加载 RGB 图像JuicyPixels-repa。不幸的是，图像的数组表示是Array F DIM3 Word8内部维度是 RGB 像素。repa这与RGB 图像所在的现有图像处理算法有点不兼容Array U DIM2 (Word8, Word8, Word8)。

我想计算图像的 RGB 直方图，我正在搜索带有签名的函数：

type Hist = Array U DIM1 Int
histogram:: Array F DIM3  Word8 -> (Hist, Hist, Hist)

如何折叠我的 3d 数组以获得每个颜色通道的 1d 数组？

编辑：

主要问题不是我无法为每个频道转换DIM3为DIM2（通过切片轻松完成）。问题是我必须迭代源图像DIM2，或者DIM3必须累积到不同程度DIM1的数组。所以我不能使用repa ，因为它会将维度减少一，但程度相同。Shape (Z:.256) foldS

我也尝试过，traverse但它迭代目标图像的范围，提供从源图像获取像素的函数，这将导致代码效率非常低，为每个颜色值计算相同的像素。

一个好方法是将Vector直方图类型作为累加器的简单折叠，但不幸的是我没有基于U（未装箱）或V（向量）的数组，我可以从中有效地获得Vector. 我有一个Array F（外来指针）。

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1 回答 1

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好的，我找到了几分钟。下面，我介绍了四种解决方案，并使最糟糕的解决方案（中间两个，涉及 O(n) 数据转换）对您来说非常容易。

让我们承认愚蠢的解决方案

从显而易见的开始是合理的。您可以使用Data.List.foldl遍历行和列，从初始零数组（未经测试/部分代码如下）构建直方图：

foldl (\(histR, histG, histB) (row,col) ->
            let r = arr ! (Z:.row:.col:.0)
                g = arr ! (Z:.row:.col:.1)
                b = arr ! (Z:.row:.col:.2)
            in (incElem r histR, incElem g histG, incElem b histB)
         (zero,zero,zero)
         [ (row,col) | row <- [0..nrRow-1], col <- [0..nrCol-1] ]
 ...
 where (Z:.nrRow:.nrCol:._) = extent arr

我不确定这会有多有效，但怀疑它会做太多的边界检查。切换到 unsafeIndex 应该是合理的，假设延迟的数组 ，hist*由于您选择实现incElem.

您可以构建您想要的阵列

使用traverse您实际上可以将 JP-Repa 样式数组转换为DIM2带有元素元组的数组：

main = do
    let arr = R.fromFunction (Z:.a:.b:.c) (\(Z:.i:.j:.k) -> i+j-k)
        a =4 :: Int
        b = 4 :: Int
        c= 4 :: Int
        new = R.traverse arr
                       (\(Z:.r:.c:._) -> Z:.r:.c) -- the extent
                       (\l idx -> (l (idx:.0)
                                  ,l (idx:.1)
                                  ,l (idx :. 2)))
    print (R.computeS new :: R.Array R.U DIM2 (Int,Int,Int))

您能否指出您谈到的使用这种格式的代码主体？修补 JP-Repa 以包含这种类型的功能会很简单。

您可以构建您提到的未装箱矢量

您提到一个简单的解决方案是折叠未装箱的向量，但遗憾的是 JP-repa 不提供未装箱的数组。幸运的是，转换很简单：

toUnboxed :: Img a -> VU.Vector Word8
toUnboxed = R.toUnboxed . R.computeUnboxedS . R.delay . imgData

我们可以修补 Repa

这实际上只是一个问题，因为 Repa 没有我认为的正常traverse功能。Repa 的遍历更像是一个数组构造，它恰好为另一个数组提供了索引功能。我们希望以如下形式遍历：

newTraverse :: Array r sh e -> a -> (a -> sh -> e -> a) -> a

但这实际上只是一个畸形的折叠。所以让我们重命名它并重新排序参数：

foldAllIdxS :: (sh -> a - > e -> a) -> a -> Array r sh e -> a

这与（预先存在的）foldAllS操作形成鲜明对比：

foldAllS :: (a -> a -> a) -> a -> Array r sh a -> a

注意我们的新折叠有两个关键特征。结果类型不需要匹配元素类型，所以我们可以从一个直方图元组开始。其次，我们的 fold 版本传递索引，它允许您选择要更新元组中的哪个直方图（如果有）。

你可以懒洋洋地使用最新的 JuicyPixels-Repa

要获取您喜欢的 Repa 数组格式，或获取未装箱的向量，您只需使用新上传的 JuicyPixels-Repa-0.6。

someImg <- readImage path :: IO (Either String (Img RGBA))
let img = either (error "Blah") id someImg
    uvec = toUnboxed img
    tupleArr = collapseColorChannel img

现在您可以按照最初的需要折叠向量或直接使用元组数组。

我还在充实第一个非常幼稚的解决方案时进行了一次丑陋的尝试：

histograms :: Img a -> (Histogram, Histogram, Histogram, Histogram)
histograms (Img arr) =
    let (Z:.nrRow:.nrCol:._) = R.extent arr
        zero = R.fromFunction (Z:.256) (\_ -> 0 :: Word8)
        incElem idx x = RU.unsafeTraverse x id (\l i -> l i + if i==(Z:.fromIntegral idx) then 1 else 0)
    in Prelude.foldl (\(hR, hG, hB, hA) (row,col) ->
             let r = R.unsafeIndex arr (Z:.row:.col:.0)
                 g = R.unsafeIndex arr (Z:.row:.col:.1)
                 b = R.unsafeIndex arr (Z:.row:.col:.2)
                 a = R.unsafeIndex arr (Z:.row:.col:.3)
             in (incElem r hR, incElem g hG, incElem b hB, incElem a hA))
          (zero,zero,zero,zero)
          [ (row,col) | row <- [0..nrRow-1], col <- [0..nrCol-1] ]

我太担心这段代码的性能（每个索引 3 次遍历......我一定很累）把它扔进 JP-Repa，但如果你发现它运行良好，请告诉我。

于 2012-11-10T07:40:10.443 回答