一、为什么要用USM锐化？
上一篇讲拉普拉斯锐化，不能提供精细的调整，在photoshop中采用USM(Unsharp mask)可以进一步优化。目的是：
- 可以微调锐化程度
- 设置锐化阈值，想针对边界更清晰的点锐化处理，这个清晰程度就是锐化阈值
二、USM锐化原理
第一步：对原图进行模糊，然后用原图 - 模糊图，得到一张差值，差值即像素颜色突变的点，即边界
第二步：原图 + 差值，即边界处得到增强
从信号处理的角度理解：
三、代码实现分析
-
定义强度amount[0, 100]，处理到[0, 128]的范围，0-100对用户更好理解
amount = amount * 128 / 100; -
对原图生成高斯模糊图
FastGaussFilter(gaussData, width, height, stride, radius); -
遍历图片像素，生成一张遮罩pMask
// 大于 阈值threshold pMask对应的点设置成128， 否则设置成0
for(j = 0; j < height; j++)
{
for(i = 0; i < width; i++)
{
pMask[0] = abs(pSrc[0] - pDst[0]) < threshold ? 0 : 128;
pMask[1] = abs(pSrc[1] - pDst[1]) < threshold ? 0 : 128;
pMask[2] = abs(pSrc[2] - pDst[2]) < threshold ? 0 : 128;
pDst += 4;
pSrc += 4;
pMask += 4;
}
pDst += offset;
pSrc += offset;
pMask += offset;
}
- 锐化增强
// 计算像素差
// 原图 + 像素差 * 系数 （amount决定），到这一步就能看到效果了
// 针对阈值做处理，根据前面生成的pMask遮罩，pMask[0|1|2] == 0则不增强，使用原像素pSrc[0|1|2] (注意 * 128 >> 7 == 1)，pMask[0|1|2] == 128，则增强，采用rgb * pMask[0|1|2] >> 7，即rgb * 系数
for(j = 0; j < height; j++)
{
for(i = 0; i < width; i++)
{
// 计算像素差
b = pSrc[0] - pDst[0];
g = pSrc[1] - pDst[1];
r = pSrc[2] - pDst[2];
// 原值 + 像素差 * 系数 (amount >> 7 == [0, 128]/128 == [0, 1.0])
// 即得到 rgb = 原值 + 像素差 * [0, 1]
b = (pSrc[0] + ((b * amount) >> 7));
g = (pSrc[1] + ((g * amount) >> 7));
r = (pSrc[2] + ((r * amount) >> 7));
b = (b * pMask[0] + pSrc[0] * (128 - pMask[0])) >> 7;
g = (g * pMask[1] + pSrc[1] * (128 - pMask[1])) >> 7;
r = (r * pMask[2] + pSrc[2] * (128 - pMask[2])) >> 7;
pSrc[0] = CLIP3(b, 0, 255);
pSrc[1] = CLIP3(g, 0, 255);
pSrc[2] = CLIP3(r, 0, 255);
pSrc += 4;
pDst += 4;
pMask += 4;
}
pSrc += offset;
pDst += offset;
pMask += offset;
}
补充，在最后一步锐化处理前，对mask进行了一次高斯模糊，目的是将遮罩均匀到图像边缘，过渡更自然，“0” 和 “128”过于绝对，锐化的效果太尖锐，这里不明白的，参考下面完整代码
完整代码：
#include"f_USM.h"
#include"f_GaussFilter.h"
#include<stdlib.h>
#include<math.h>
#include<string.h>
#include<stdio.h>
#include"Commen.h"
int f_USM(unsigned char* srcData,int width, int height,int stride,int radius, int amount, int threshold)
{
int ret = 0;
if(radius == 0)
return ret;
radius = CLIP3(radius, 0, 100);
amount = CLIP3(amount, 0,500);
threshold = CLIP3(threshold, 0,255);
unsigned char* gaussData = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) * height * stride);
memcpy(gaussData, srcData, sizeof(unsigned char) * height * stride);
f_FastGaussFilter(gaussData, width, height, stride, radius);
int i, j, r, g, b, offset;
offset = stride - width * 4;
// 将 amount 均匀到[0， 128] 的范围内，如果输入值是[0, 100]
// 128有什么特殊的含义呢？128 = 256 / 2，即RGB色值的一半
// 一半是锐化的临界点
amount = amount * 128 / 100;
unsigned char* pSrc = srcData;
unsigned char* pDst = gaussData;
unsigned char* maskData = (unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char) * height * stride);
unsigned char* pMask = maskData;
for(j = 0; j < height; j++)
{
for(i = 0; i < width; i++)
{
pMask[0] = abs(pSrc[0] - pDst[0]) < threshold ? 0 : 128;
pMask[1] = abs(pSrc[1] - pDst[1]) < threshold ? 0 : 128;
pMask[2] = abs(pSrc[2] - pDst[2]) < threshold ? 0 : 128;
pDst += 4;
pSrc += 4;
pMask += 4;
}
pDst += offset;
pSrc += offset;
pMask += offset;
}
pDst = gaussData;
pSrc = srcData;
pMask = maskData;
f_FastGaussFilter(maskData, width, height, stride, radius);
for(j = 0; j < height; j++)
{
for(i = 0; i < width; i++)
{
// 计算像素差
b = pSrc[0] - pDst[0];
g = pSrc[1] - pDst[1];
r = pSrc[2] - pDst[2];
// 原值 + 像素差 * 系数 (amount >> 7 == [0, 128]/128 == [0, 1.0])
// 即得到 rgb = 原值 + 像素差 * [0, 1]
b = (pSrc[0] + ((b * amount) >> 7));
g = (pSrc[1] + ((g * amount) >> 7));
r = (pSrc[2] + ((r * amount) >> 7));
b = (b * pMask[0] + pSrc[0] * (128 - pMask[0])) >> 7;
g = (g * pMask[1] + pSrc[1] * (128 - pMask[1])) >> 7;
r = (r * pMask[2] + pSrc[2] * (128 - pMask[2])) >> 7;
pSrc[0] = CLIP3(b, 0, 255);
pSrc[1] = CLIP3(g, 0, 255);
pSrc[2] = CLIP3(r, 0, 255);
pSrc += 4;
pDst += 4;
pMask += 4;
}
pSrc += offset;
pDst += offset;
pMask += offset;
}
free(gaussData);
free(maskData);
return ret;
};
参考：https://baijiahao.baidu.com/s?id=1651538317157891526&wfr=spider&for=pc
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