<h2>背景</h2><p>事情還要從一年前，我做的墨水屏早教機(jī)說起勤哗。https://www.zhangshengdong.com/post/baby_epaper/</p><p>雖然這個早教機(jī)寶寶的確很喜歡玩蛔趴，是吸引注意力的一大利器。但架不住這個墨水屏刷新實在太慢，幾乎要20秒谢揪，所以導(dǎo)致寶寶只有在圖片刷出來時，才會看它一眼濒持，這樣就顯得雞肋了键耕。</p><p>所以，最近我就在想柑营，有什么是不關(guān)注刷新時間的呢屈雄？</p><p>嗯，就是早年間流行過的 音樂相冊官套。</p><h2><i/>音樂相冊</h2><p>其實從早教機(jī)改成音樂相冊并不復(fù)雜酒奶。</p><p>早教機(jī)講究的是對應(yīng)的圖片和講解音頻同時出現(xiàn)蚁孔、同時切換，而音樂相冊則是照片的展示和音樂無關(guān)惋嚎。</p><p>所以我直接開兩個進(jìn)程杠氢，讓它們一個播放音樂，一個展示照片另伍，各玩各的就行啦鼻百。但由于機(jī)身上只有一對按鍵，所以最后權(quán)衡再三摆尝，決定用這一對按鈕來控制音樂的上下切換温艇。</p><p>大體程序如下:</p><div class="image-package"><img src="https://upload-images.jianshu.io/upload_images/6302584-eeb59b2823cf86ef.jpeg" contenteditable="false" img-data="{"format":"jpeg","size":61279,"height":528,"width":674}" class="uploaded-img" style="min-height:200px;min-width:200px;" width="auto" height="auto"/>
</div><h2>自動轉(zhuǎn)換照片</h2><p>但只到這一步是不夠的，因為由于我的墨水屏只有7色堕汞，所以這時候每張照片都得要我親自打開photoshop勺爱，載入顏色表，把照片轉(zhuǎn)換成7元色表示才能用讯检。這樣一來琐鲁，照片多了工作量就大大不可接受了。</p><p>所以我需要在樹莓派上能夠自動完成任意照片的轉(zhuǎn)換人灼。</p><h3><i/>最簡單的思路：最近距離法</h3><p>第一個想到的方案自然就是最近距離法了围段，即判斷每個像素點距離色表中每個顏色的遠(yuǎn)近，從而把該像素設(shè)置為離它原有顏色最近的那個元色投放。</p><p>代碼：</p><div class="image-package"><img src="https://upload-images.jianshu.io/upload_images/6302584-c32a78408912a0b8.jpeg" contenteditable="false" img-data="{"format":"jpeg","size":22935,"height":288,"width":757}" class="uploaded-img" style="min-height:200px;min-width:200px;" width="auto" height="auto"/>
</div><p>但這個初始方案很快就被現(xiàn)實給打臉了蒜撮。</p><p>原圖：</p><div class="image-package"><img src="https://upload-images.jianshu.io/upload_images/6302584-c88fb40ec4bdd7f2.jpeg" img-data="{"format":"jpeg","size":239224,"height":3880,"width":5184}" class="uploaded-img" style="min-height:200px;min-width:200px;" width="auto" height="auto"/>
</div><p>最近距離法：</p><div class="image-package"><img src="https://upload-images.jianshu.io/upload_images/6302584-c211ba888d1f6858.jpeg" img-data="{"format":"jpeg","size":34883,"height":400,"width":640}" class="uploaded-img" style="min-height:200px;min-width:200px;" width="auto" height="auto"/>
</div><p>可以發(fā)現(xiàn)，最近距離法轉(zhuǎn)換出的就是色塊跪呈，變成了剪影的效果段磨，可以說毫無觀感可言，幾乎不能用了耗绿。</p><h3><i/>色彩均衡</h3><p>粗略的分析了一下苹支，感覺可能是因為這張照片的顏色大體偏黑，所以最近距離轉(zhuǎn)換出來就變成以黑白橙為主了误阻。</p><p>那如果原因是這樣的話债蜜，我是不是可以對它做一下類似白平衡的色彩均衡操作，就可以把7元色都顯示出來了呢究反？</p><p>代碼：</p><div class="image-package"><img src="https://upload-images.jianshu.io/upload_images/6302584-a275363edd34a0b9.jpeg" contenteditable="false" img-data="{"format":"jpeg","size":4375,"height":69,"width":276}" class="uploaded-img" style="min-height:200px;min-width:200px;" width="auto" height="auto"/>
</div><p>色彩均衡：</p><div class="image-package"><img src="https://upload-images.jianshu.io/upload_images/6302584-cc5c40eee28e1671.jpeg" img-data="{"format":"jpeg","size":35555,"height":400,"width":640}" class="uploaded-img" style="min-height:200px;min-width:200px;" width="auto" height="auto"/>
</div><p>可以發(fā)現(xiàn)寻定，紅色、藍(lán)色精耐、黃色的區(qū)域都變大了狼速，還增加了一點點綠色，可以說的確是實現(xiàn)了剛才的目的：把7元色都顯示出來卦停。但這依舊沒用啊向胡，這個效果是絕對不能夠使用的恼蓬。</p><h3><i/>Floyd-Steinberg擴(kuò)散抖動算法</h3><p>所以我就在想，那原先手動用photoshop處理時僵芹，它是用的什么算法呢处硬？</p><p>一通搜索，就發(fā)現(xiàn)了Floyd-Steinberg擴(kuò)散抖動算法拇派。</p><p>這個算法相當(dāng)于是荷辕，將像素使用我們的方法一最近距離法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后，所產(chǎn)生的誤差疊加到相鄰像素上件豌，從而利用誤差擴(kuò)散實現(xiàn)抖動桐腌，最終使得平均量化誤差最小。</p><p>通俗一點說就是苟径，它把誤差分擔(dān)到周邊的像素上去，用周邊這一團(tuán)像素來模擬原圖中的這一團(tuán)區(qū)域躬审。</p><p>代碼：</p><div class="image-package"><img src="https://upload-images.jianshu.io/upload_images/6302584-4dc755eeaf0e827e.jpeg" contenteditable="false" img-data="{"format":"jpeg","size":74141,"height":790,"width":757}" class="uploaded-img" style="min-height:200px;min-width:200px;" width="auto" height="auto"/>
</div><p>Floyd-Steinberg擴(kuò)散抖動算法：</p><div class="image-package"><img src="https://upload-images.jianshu.io/upload_images/6302584-1806da9e81ebc6dc.jpeg" img-data="{"format":"jpeg","size":136929,"height":400,"width":640}" class="uploaded-img" style="min-height:200px;min-width:200px;" width="auto" height="auto"/>
</div><p>哇棘街，效果上完勝啊承边！驚艷遭殉！</p><h2><i/>緩存</h2><p>那么最后，由于不管是哪種算法博助，都需要逐一像素點的處理险污，哪怕是在樹莓派上使用了多線程、進(jìn)程富岳，也還要近7分鐘之久蛔糯。</p><p>所以就加入了緩存機(jī)制，在讀取圖片時窖式，會先去查找有沒有已經(jīng)處理好的緩存文件蚁飒，若沒有才會真的進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。</p><p>最終實現(xiàn)照：</p><div class="image-package"><img src="https://upload-images.jianshu.io/upload_images/6302584-d97e5e8bbfa56854.jpeg" img-data="{"format":"jpeg","size":221600,"height":2268,"width":4032}" class="uploaded-img" style="min-height:200px;min-width:200px;" width="auto" height="auto"/>
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