如何在 ImageMagick 中指定自定义通道分布？

发布于 2025-01-17 02:17:29 字数 436 浏览 2 评论 0原文

我有一堆文件，它们不是 RGB16，但本质上有自定义格式。

该格式有 16 位，通道划分如下，我希望 ImageMagick 如此导入它们，然后将它们导出为可读的常规 RGBA 格式（或者将每个通道导出到单独的灰度文件中）。

位 0-4：红色

位 5-9：绿色

位 10-12：蓝色

位 13-15：Alpha

所以本质上是 5-5-3-3。

这里是一个压缩的示例文件，即所需的输出（PNG 格式）也包括在内。有谁知道该怎么做？

我以不同的手动方式成功地做到了这一点，但我不知道如何在 ImageMagick 中做到这一点。

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风流物 2025-01-24 02:17:29

首先要做的就是获取您提供的预期输出，并将其分离为其组成的 RGBA 通道，并将它们并排放置，以便我们可以看到每个通道的目标：

magick out.png -separate +smush 10 channels.png

接下来要做的就是检查文件大小。你说的是 512x512 像素的 16 位数据。这意味着我期望 512x512x2，即 524,288 字节，但您的文件有 524,290 字节。快速检查显示开头有一个 2 字节的 BOM 我们需要跳过。这意味着我们的命令必须将数据视为 512x512 像素的 16 位灰度数据，并带有要跳过的 2 字节标头。我们也不想读取该文件 4 次，因此我们将其放入 MPR “Magick 持久寄存器”（或“命名内存块” 我是这样认为的）并在每次解码通道时调用原始数据。

因此，在下面的命令中，第一行读取输入图像，跳过 BOM 并将其放入 MPR 中。第二行获取 MPR 的副本，并对其中的红色通道进行位旋转。第二、第三和第四行对绿色、蓝色和 Alpha 通道执行相同的操作。最后一行将处理堆栈中的 4 个通道合并到输出文件中。

magick -size 512x512+2 -endian MSB -depth 16 gray:in.file -write MPR:orig +delete \
   \( MPR:orig -evaluate and 63488 \) \
   \( MPR:orig -evaluate and 1984  -evaluate leftshift 5  \) \
   \( MPR:orig -evaluate and 56    -evaluate leftshift 10 \) \
   \( MPR:orig -evaluate and 7     -evaluate leftshift 13 \) \
   -combine result.png

注意：

63488 = 0xf800
1984  = 0x07c0
56    = 0x0038

在我不使用也无法测试的 Windows 上，该命令将如下所示：

magick -size 512x512+2 -endian MSB -depth 16 gray:in.file -write MPR:orig +delete ^
   ( MPR:orig -evaluate and 63488 ) ^
   ( MPR:orig -evaluate and 1984  -evaluate leftshift 5  ) ^
   ( MPR:orig -evaluate and 56    -evaluate leftshift 10 ) ^
   ( MPR:orig -evaluate and 7     -evaluate leftshift 13 ) ^
   -combine result.png

只是为了好玩，您可以在 Python 中执行相同的操作:

#!/usr/bin/env python3

import numpy as np
from PIL import Image

h, w = 512, 512

# Read raw 16-bit file, skipping BOM with offset=2. Reshape.
raw = np.fromfile('in.file', dtype=np.dtype('>u2'), offset=2).reshape((h,w))

# RGBA5533 packed into uint16
R = (np.bitwise_and(raw, 0xf800) >> 8).astype(np.uint8)
G = (np.bitwise_and(raw, 0x07c0) >> 3).astype(np.uint8)
B = (np.bitwise_and(raw, 0x0038) << 2).astype(np.uint8)
A = (np.bitwise_and(raw, 0x0007) << 5).astype(np.uint8)

# Stack the individual channels into RGBA
RGBA = np.dstack((R,G,B,A))

# Display or save
Image.fromarray(RGBA).show()

The first thing to do is take the expected output you kindly provided and separate that into its constituent RGBA channels and lay them out side-by-side so we can see what we are aiming for in each channel:

magick out.png -separate +smush 10 channels.png

Next thing is to check the file size. You said 512x512 pixels of 16-bit data. That means I am expecting 512x512x2, i.e. 524,288 bytes but your file has 524,290 bytes. A quick examination shows you have a 2-byte BOM at the start that we need to skip over. That means our command must treat the data as 512x512 pixels of 16-bit greyscale data with a 2-byte header to skip. We also do not want to read the file 4 times, so we put it into an MPR "Magick Persistent Register" (or "lump of named memory" is how I think of it) and recall the original data from there each time as we decode the channels.

So, in the command below, the first line reads the input image, skipping the BOM and puts it into the MPR. The second line takes a copy of the MPR and bit-twiddles the Red channel out of it. The second, third and fourth lines do the same for the Green, Blue and Alpha channels. The final line combines the 4 channels in the processing stack into the output file.

magick -size 512x512+2 -endian MSB -depth 16 gray:in.file -write MPR:orig +delete \
   \( MPR:orig -evaluate and 63488 \) \
   \( MPR:orig -evaluate and 1984  -evaluate leftshift 5  \) \
   \( MPR:orig -evaluate and 56    -evaluate leftshift 10 \) \
   \( MPR:orig -evaluate and 7     -evaluate leftshift 13 \) \
   -combine result.png

Note:

63488 = 0xf800
1984  = 0x07c0
56    = 0x0038

On Windows, which I don't use and cannot test, that command will look something like this:

magick -size 512x512+2 -endian MSB -depth 16 gray:in.file -write MPR:orig +delete ^
   ( MPR:orig -evaluate and 63488 ) ^
   ( MPR:orig -evaluate and 1984  -evaluate leftshift 5  ) ^
   ( MPR:orig -evaluate and 56    -evaluate leftshift 10 ) ^
   ( MPR:orig -evaluate and 7     -evaluate leftshift 13 ) ^
   -combine result.png

Just for fun, you can do the same thing in Python:

#!/usr/bin/env python3

import numpy as np
from PIL import Image

h, w = 512, 512

# Read raw 16-bit file, skipping BOM with offset=2. Reshape.
raw = np.fromfile('in.file', dtype=np.dtype('>u2'), offset=2).reshape((h,w))

# RGBA5533 packed into uint16
R = (np.bitwise_and(raw, 0xf800) >> 8).astype(np.uint8)
G = (np.bitwise_and(raw, 0x07c0) >> 3).astype(np.uint8)
B = (np.bitwise_and(raw, 0x0038) << 2).astype(np.uint8)
A = (np.bitwise_and(raw, 0x0007) << 5).astype(np.uint8)

# Stack the individual channels into RGBA
RGBA = np.dstack((R,G,B,A))

# Display or save
Image.fromarray(RGBA).show()

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