Как определить цвет, близкий к цвету из существующего списка (php)?

Question

[Сергей Сова]

У меня есть список разрешенных цветов. 68 цветов в #rgb
И есть также цвет пикселя в #rrggbb.
Необходимо определить самый близкий цвет из существующего списка.

Comments

[iDevArtem]

"#rgb" - не совсем ясно как у вас хранятся цвета: rgb или hex?!
rgb -> rgb(255, 0, 0)
hex -> #ff0000

[Сергей Протько]

судя по формату - HEX.

Answer 1

[Сергей Протько]

Переводим число из HEX.

// писал по памяти, не уверен что заведется
$rgb = array_map($component) {

    return base_convert($component, 16, 10);
}, array_chunk(ltrim($color, '#'), 2));

И теперь мы можем вычислить расстояние между цветами по формуле:
d=sqrt((r2-r1)^2+(g2-g1)^2+(b2-b1)^2)

По расстоянию находим наиболее близкий цвет.

Еще как вариант - перевести цвет в HSV и сравнивать по среднему значению компоненты HUE. Если у вас большая палитра, то будет дешевле в плане вычислений один раз перевести RGB в HSV и потом считать только среднее значение.

Итоговый вариант:

// преобразует HEX в RGB
function hexToRgb($hex) 
{
    return array_map($component) {

        return base_convert($component, 16, 10);
    }, array_chunk(ltrim($hex, '#'), 2));
}

// возвращает расстояние между двумя цветами
function getDistanceFromColor($a, $b) 
{
    list($r1, $g1, $b1) = $a;
    list($r2, $g2, $b2) = $b;
    
    return sqrt(pow($r2-$r1, 2)+pow($g2-$g1, 2)+pow($b2-$b1, 2));
}

// Возвращает наиболее подходящий цвет из палитры
function getClosestColor($color, array $pallet) {
    $distances = array_map(function ($colorFromPallet) use ($color) {
         return getDistanceFromColor($color, $colorFromPallet);
    }, $pallet);
    
    ksort($distances);
    $keys = array_keys($distances);
    
    return $pallet[$keys[0]];    
}

// пример:
$color = "#ff0044";
// для примера у нас есть палитра из HEX цветов
$pallet = ["#ff0000", "#ffffff"];
// сразу переводим в RGB всю палитру
$pallet = array_map(function ($color) {
    return hexToRgb($color);
}, $pallet);

// берем самый подходящий в палитре цвет
// он вернется в формате RGB, можете потом сконвертить в HEX
$closestColor = getClosestColor($color, $pallet);

для картинки можно сделать проще - пусть функция getClosestColor будет возвращать индекс цвета из палитры. Так проще организовать подсчет и мы все так же знаем на какой цвет заменять.

Comments

[Сергей Сова]

Можно как-то оптимизировать это для такого перебора всех пикселей на картинке 70x120 ?

[Вадим Яковлев]

@LestaD формируете массив [x][y]=color
попутно записывая все имеющиеся на картинке цвета.
Дальше выбираете для каждого цвета цвет замены и т.д.

[Сергей Протько]

@LestaD, на PHP - никак особо не оптимизировать. На C# или C++/Си/Dlang - Используюя SIMD инструкции или же GPU.

[Сергей Сова]

@FrimInc а как определить каким цветом заменять?

[burnix12]

А как можно сделать аналогичную подборку из всей палитры? Например есть 2 оттенка зеленого цвета, найти такой же оттенок для красного?

Answer 2

[iDevArtem]

Исходя из ответа @Fesor и Wiki набросал некий код (не особо быстро работает, особенно для больших картинок, но имеет право на жизнь):

<?php

$result = array();
$colors = array('#ff0000', '#ffffaa', '#ff00ff', '#cde1b0', '#000000', '#ffffff', /* весь ваш список из 68 цветов */);
$sizeof = sizeof($colors);

$img = imagecreatefromjpeg("/img_path/img.jpg"); // если формат картинки jpg, jpeg
// $img = imagecreatefrompng("/img_path/img.png"); // если формат картинки png

$imgX = imagesx($img);
$imgY = imagesy($img); 

for ($x = 0; $x < $imgX; $x++) {
	for ($y = 0; $y < $imgY; $y++) { 
		$imgColor = imagecolorsforindex($img, imagecolorat($img, $x, $y));
		list($imgR, $imgG, $imgB) = array($imgColor['red'], $imgColor['green'], $imgColor['blue']);
		for ($i = 0; $i < $sizeof; $i++) {
			list($r, $g, $b) = array_map('hexdec', str_split(trim($colors[$i], '#'), 2));
			$delta = sqrt(pow($imgR-$r, 2)+pow($imgG-$g, 2)+pow($imgB-$b, 2));
			if ($delta >= 2 and $delta <= 2.5) { // 2.3 - примерно соответствует минимально различимому для человеческого глаза отличию между цветами (wiki)
				$result[$i] = $colors[$i];
			}
		}
	}
} 

print_r($result); // $result - список приближенно присутствующих цветов на картинке из списка $colors
?>

Comments

[Сергей Протько]

его увы особо и не ускорить. в PHP нету векторных операций.

[Сергей Сова]

@Fesor подскажите пожалуйста, необходимо теперь перебрать количество повторений одного и того же цвета/пикселя в изображении

[iDevArtem]

Как вариант, вместо:
$result[$i] = $colors[$i];

это:

if (!isset($result[$colors[$i]])) {
    $result[$colors[$i]] = 0;
}
$result[$colors[$i]] += 1;

[Сергей Сова]

@ArtemDoink вообще нужно не совсем это.
У меня есть картинка. И есть список цветов.
Мне нужно определить несколько(3-4) базовых цвета присутствующих на картинке.
Пример: images.google.com
Там есть поиск по цвету картинки. Если выбираешь красный, то он ищет все картинки с различными оттенками красного.
Я хочу при загрузке картинки на сервер выдать ей несколько тегов цвета, чтобы искать было проще.

[iDevArtem]

Да, я понял...
Путь выполнения примерно такой:

Что у нас есть?!
Массив с базовыми цветам:

$colors = array(
    '0' => '#ffffff',
    '1' => '#ff0000',
    '2' => '#ff00ff',
    '3' => '#ffff00'
);

Прежде чем найти что-то (в данной ситуации картинки), их нужно залить...
Надеюсь заливка будет через web-форму, а не через ftp (в случае с ftp придется разок пробежаться скриптом по уже загруженным картинкам)...
Во время заливки изображения записываем в базу индексы всех цветов, которые мы получим, прогнав картинку через скрипт

Поиск по цвету:
1. к примеру выбрали цвет "#ff00ff" => индекс - 2...
2. делаем выборку по базе: вытащить все картинки, у которых присутствует индекс цвета "2"

[iDevArtem]

$result_keys = array_keys($result);

[Сергей Сова]

@ArtemDoink да я так и планировал, в отличие от индекса.
А как быть с теми изображениями на которых не присутствует точного цвета например #ff00ff ? а только его оттенки

[iDevArtem]

Этот код отвечает за оттенок цвета:

if ($delta >= 2 and $delta <= 2.5) {
    $result[$i] = $colors[$i];
}

Исходя из википедии, чем ближе $delta к 2,3 тем точнее цвет... по этому нужно отталкиваться от этого значения... можно увеличить разбежность, не 2 и 2.5, а 1 и 4... нужно будет поиграться с этим

в случае с индексами, мы избегаем точных цветов...
то есть если выбрали красный цвет (индекс "0")
к примеру картинка имеет 20 оттенков красного (то есть $delta примерно 2,3), то картинке соответствует индекс "0", то есть красный цвет

[Сергей Сова]

@ArtemDoink хорошо, что делать в случае если $delta имеет значение NAN

[iDevArtem]

Да, можно после строки:

$delta = sqrt(($imgR-$r)^2+($imgG-$g)^2+($imgB-$b)^2);

Добавить:

if (!$delta) {
    $delta = sqrt(($r-$imgR)^2+($g-$imgG)^2+($b-$imgB)^2);
}

NAN получаем если, к примеру: $imgR-$r < 0

но в итоге NAN все равно будет... и NAN никак не входит в условие ($delta >= 2 and $delta <= 2.5) по этому оно нам не нужно

[Сергей Протько]

@ArtemDoink, там же квадрат разности, так что NAN получить там нереально. Расстояние всегда будет положительным числом.

[Сергей Сова]

@ArtemDoink Я пробовал использовать sqrt(abs(...))
Но получался бред и не понятно как выделить цвета.
В итоге работы этой формулы я получил что почти все цвета есть на картинке.
Но непонятно какой из них лидирующий

[Сергей Протько]

@LestaD, я не понимаю в чем проблема. Собираете палитру цветов для картинки, смотрите какой цвет чаще всего применяется (счетчики обычные).

[iDevArtem]

@Fesor согласен, это если (($imgR-$r)^2+($imgG-$g)^2+($imgB-$b)^2) < 0, то sqrt для отрицательных чисел выдает NAN
@LestaD не, используя abs(...) вообще левые цвета получатся... пусть NAN и будет... он не входит в диапазон, по этому он нам не мешает

[Сергей Сова]

@Fesor Так это я понял.
Тут единственное что я пока не понимаю.
Мне нужна банальная формула.
Есть цвет - #f947f7
И есть список цветов.
Выяснить к какому из них он ближе всего.
И всё.

[iDevArtem]

@Fesor нужно не часто встречающиеся цвета выбирать... а те которые по оттенкам подходят под "фиксированный набор цветов"

[iDevArtem]

@LestaD банальная формула в самом верху + некие правки по ходу комментариев

[Сергей Протько]

@LestaD банальная формула вычисления расстояния у вас есть.

@ArtemDoink, как может формула (($imgR-$r)^2+($imgG-$g)^2+($imgB-$b)^2) не может быть меньше нуля по определению, ибо это сумма квадратов разностей. То есть это сумма всегда положительных чисел, максимум что там будет - корень из нуля, что так же будет ноль. Либо я чего-то не понимаю в математике.

Есть правда такая мысль что в PHP нету оператора степени. Оператор домика - это XOR а не возведение в степень. Используйте функцию pow.

[iDevArtem]

@Fesor да, вы правы... нужено использовать pow

[Сергей Протько]

@LestaD, обновил свой ответ, там есть это.