gx
chenyc
2025-02-12 ea42ff3ebee1eeb3fb29423aa848a249441db81c
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
/**
 * @license
 * Copyright 2019 Google Inc. All Rights Reserved.
 * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
 * you may not use this file except in compliance with the License.
 * You may obtain a copy of the License at
 *
 * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
 *
 * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
 * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
 * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
 * See the License for the specific language governing permissions and
 * limitations under the License.
 * =============================================================================
 */
 
import {ENGINE} from '../engine';
import {getKernel} from '../kernel_registry';
import {Tensor, Tensor2D, Tensor3D} from '../tensor';
import {convertToTensor} from '../tensor_util_env';
import {PixelData, TensorLike} from '../types';
 
import {op} from './operation';
import {tensor3d} from './tensor_ops';
 
let fromPixels2DContext: CanvasRenderingContext2D;
 
/**
 * Creates a `tf.Tensor` from an image.
 *
 * ```js
 * const image = new ImageData(1, 1);
 * image.data[0] = 100;
 * image.data[1] = 150;
 * image.data[2] = 200;
 * image.data[3] = 255;
 *
 * tf.browser.fromPixels(image).print();
 * ```
 *
 * @param pixels The input image to construct the tensor from. The
 * supported image types are all 4-channel. You can also pass in an image
 * object with following attributes:
 * `{data: Uint8Array; width: number; height: number}`
 * @param numChannels The number of channels of the output tensor. A
 * numChannels value less than 4 allows you to ignore channels. Defaults to
 * 3 (ignores alpha channel of input image).
 */
/** @doc {heading: 'Browser', namespace: 'browser', ignoreCI: true} */
function fromPixels_(
    pixels: PixelData|ImageData|HTMLImageElement|HTMLCanvasElement|
    HTMLVideoElement,
    numChannels = 3): Tensor3D {
  // Sanity checks.
  if (numChannels > 4) {
    throw new Error(
        'Cannot construct Tensor with more than 4 channels from pixels.');
  }
  if (pixels == null) {
    throw new Error('pixels passed to tf.browser.fromPixels() can not be null');
  }
  let isPixelData = false;
  let isImageData = false;
  let isVideo = false;
  let isImage = false;
  let isCanvasLike = false;
  if ((pixels as PixelData).data instanceof Uint8Array) {
    isPixelData = true;
  } else if (
      typeof (ImageData) !== 'undefined' && pixels instanceof ImageData) {
    isImageData = true;
  } else if (
      typeof (HTMLVideoElement) !== 'undefined' &&
      pixels instanceof HTMLVideoElement) {
    isVideo = true;
  } else if (
      typeof (HTMLImageElement) !== 'undefined' &&
      pixels instanceof HTMLImageElement) {
    isImage = true;
    // tslint:disable-next-line: no-any
  } else if ((pixels as any).getContext != null) {
    isCanvasLike = true;
  } else {
    throw new Error(
        'pixels passed to tf.browser.fromPixels() must be either an ' +
        `HTMLVideoElement, HTMLImageElement, HTMLCanvasElement, ImageData ` +
        `in browser, or OffscreenCanvas, ImageData in webworker` +
        ` or {data: Uint32Array, width: number, height: number}, ` +
        `but was ${(pixels as {}).constructor.name}`);
  }
  if (isVideo) {
    const HAVE_CURRENT_DATA_READY_STATE = 2;
    if (isVideo &&
        (pixels as HTMLVideoElement).readyState <
            HAVE_CURRENT_DATA_READY_STATE) {
      throw new Error(
          'The video element has not loaded data yet. Please wait for ' +
          '`loadeddata` event on the <video> element.');
    }
  }
  // If the current backend has 'FromPixels' registered, it has a more
  // efficient way of handling pixel uploads, so we call that.
  const kernel = getKernel('FromPixels', ENGINE.backendName);
  if (kernel != null) {
    return ENGINE.runKernel('FromPixels', {pixels} as {}, {numChannels}) as
        Tensor3D;
  }
 
  const [width, height] = isVideo ?
      [
        (pixels as HTMLVideoElement).videoWidth,
        (pixels as HTMLVideoElement).videoHeight
      ] :
      [pixels.width, pixels.height];
  let vals: Uint8ClampedArray|Uint8Array;
 
  if (isCanvasLike) {
    vals =
        // tslint:disable-next-line:no-any
        (pixels as any).getContext('2d').getImageData(0, 0, width, height).data;
  } else if (isImageData || isPixelData) {
    vals = (pixels as PixelData | ImageData).data;
  } else if (isImage || isVideo) {
    if (fromPixels2DContext == null) {
      fromPixels2DContext = document.createElement('canvas').getContext('2d');
    }
    fromPixels2DContext.canvas.width = width;
    fromPixels2DContext.canvas.height = height;
    fromPixels2DContext.drawImage(
        pixels as HTMLVideoElement, 0, 0, width, height);
    vals = fromPixels2DContext.getImageData(0, 0, width, height).data;
  }
  let values: Int32Array;
  if (numChannels === 4) {
    values = new Int32Array(vals);
  } else {
    const numPixels = width * height;
    values = new Int32Array(numPixels * numChannels);
    for (let i = 0; i < numPixels; i++) {
      for (let channel = 0; channel < numChannels; ++channel) {
        values[i * numChannels + channel] = vals[i * 4 + channel];
      }
    }
  }
  const outShape: [number, number, number] = [height, width, numChannels];
  return tensor3d(values, outShape, 'int32');
}
 
/**
 * Draws a `tf.Tensor` of pixel values to a byte array or optionally a
 * canvas.
 *
 * When the dtype of the input is 'float32', we assume values in the range
 * [0-1]. Otherwise, when input is 'int32', we assume values in the range
 * [0-255].
 *
 * Returns a promise that resolves when the canvas has been drawn to.
 *
 * @param img A rank-2 or rank-3 tensor. If rank-2, draws grayscale. If
 *     rank-3, must have depth of 1, 3 or 4. When depth of 1, draws
 * grayscale. When depth of 3, we draw with the first three components of
 * the depth dimension corresponding to r, g, b and alpha = 1. When depth of
 * 4, all four components of the depth dimension correspond to r, g, b, a.
 * @param canvas The canvas to draw to.
 */
/** @doc {heading: 'Browser', namespace: 'browser'} */
export async function toPixels(
    img: Tensor2D|Tensor3D|TensorLike,
    canvas?: HTMLCanvasElement): Promise<Uint8ClampedArray> {
  let $img = convertToTensor(img, 'img', 'toPixels');
  if (!(img instanceof Tensor)) {
    // Assume int32 if user passed a native array.
    $img = $img.toInt();
  }
  if ($img.rank !== 2 && $img.rank !== 3) {
    throw new Error(
        `toPixels only supports rank 2 or 3 tensors, got rank ${$img.rank}.`);
  }
  const [height, width] = $img.shape.slice(0, 2);
  const depth = $img.rank === 2 ? 1 : $img.shape[2];
 
  if (depth > 4 || depth === 2) {
    throw new Error(
        `toPixels only supports depth of size ` +
        `1, 3 or 4 but got ${depth}`);
  }
 
  const data = await $img.data();
  const minTensor = $img.min();
  const maxTensor = $img.max();
  const vals = await Promise.all([minTensor.data(), maxTensor.data()]);
  const minVals = vals[0];
  const maxVals = vals[1];
  const min = minVals[0];
  const max = maxVals[0];
  minTensor.dispose();
  maxTensor.dispose();
  if ($img.dtype === 'float32') {
    if (min < 0 || max > 1) {
      throw new Error(
          `Tensor values for a float32 Tensor must be in the ` +
          `range [0 - 1] but got range [${min} - ${max}].`);
    }
  } else if ($img.dtype === 'int32') {
    if (min < 0 || max > 255) {
      throw new Error(
          `Tensor values for a int32 Tensor must be in the ` +
          `range [0 - 255] but got range [${min} - ${max}].`);
    }
  } else {
    throw new Error(
        `Unsupported type for toPixels: ${$img.dtype}.` +
        ` Please use float32 or int32 tensors.`);
  }
  const multiplier = $img.dtype === 'float32' ? 255 : 1;
  const bytes = new Uint8ClampedArray(width * height * 4);
 
  for (let i = 0; i < height * width; ++i) {
    let r, g, b, a;
    if (depth === 1) {
      r = data[i] * multiplier;
      g = data[i] * multiplier;
      b = data[i] * multiplier;
      a = 255;
    } else if (depth === 3) {
      r = data[i * 3] * multiplier;
      g = data[i * 3 + 1] * multiplier;
      b = data[i * 3 + 2] * multiplier;
      a = 255;
    } else if (depth === 4) {
      r = data[i * 4] * multiplier;
      g = data[i * 4 + 1] * multiplier;
      b = data[i * 4 + 2] * multiplier;
      a = data[i * 4 + 3] * multiplier;
    }
 
    const j = i * 4;
    bytes[j + 0] = Math.round(r);
    bytes[j + 1] = Math.round(g);
    bytes[j + 2] = Math.round(b);
    bytes[j + 3] = Math.round(a);
  }
 
  if (canvas != null) {
    canvas.width = width;
    canvas.height = height;
    const ctx = canvas.getContext('2d');
    const imageData = new ImageData(bytes, width, height);
    ctx.putImageData(imageData, 0, 0);
  }
  if ($img !== img) {
    $img.dispose();
  }
  return bytes;
}
 
export const fromPixels = op({fromPixels_});