@Dave był pierwszym, który opublikował odpowiedź na to pytanie (z działającym kodem), a jego odpowiedź była nieocenionym źródłem bezwstydnego kopiowania i wklejania dla mnie inspiracji. Ten post rozpoczął się jako próba wyjaśnienia i udoskonalenia odpowiedzi @ Dave, ale od tego czasu przekształcił się w własną odpowiedź.
Moja metoda jest znacznie szybsza. Zgodnie z benchmarkiem jsPerf dotyczącym losowo generowanych kolorów RGB, algorytm @ Dave działa w 600 ms , podczas gdy mój działa w 30 ms . Może to z pewnością mieć znaczenie, na przykład w czasie ładowania, gdzie szybkość ma kluczowe znaczenie.
Ponadto w przypadku niektórych kolorów mój algorytm działa lepiej:
- Bo
rgb(0,255,0)@ Dave's produkuje rgb(29,218,34)i produkujergb(1,255,0)
- Bo
rgb(0,0,255)@ Dave's produkuje, rgb(37,39,255)a mój produkujergb(5,6,255)
- Bo
rgb(19,11,118)@ Dave's produkuje, rgb(36,27,102)a mój produkujergb(20,11,112)
Próbny
"use strict";
class Color {
constructor(r, g, b) { this.set(r, g, b); }
toString() { return `rgb(${Math.round(this.r)}, ${Math.round(this.g)}, ${Math.round(this.b)})`; }
set(r, g, b) {
this.r = this.clamp(r);
this.g = this.clamp(g);
this.b = this.clamp(b);
}
hueRotate(angle = 0) {
angle = angle / 180 * Math.PI;
let sin = Math.sin(angle);
let cos = Math.cos(angle);
this.multiply([
0.213 + cos * 0.787 - sin * 0.213, 0.715 - cos * 0.715 - sin * 0.715, 0.072 - cos * 0.072 + sin * 0.928,
0.213 - cos * 0.213 + sin * 0.143, 0.715 + cos * 0.285 + sin * 0.140, 0.072 - cos * 0.072 - sin * 0.283,
0.213 - cos * 0.213 - sin * 0.787, 0.715 - cos * 0.715 + sin * 0.715, 0.072 + cos * 0.928 + sin * 0.072
]);
}
grayscale(value = 1) {
this.multiply([
0.2126 + 0.7874 * (1 - value), 0.7152 - 0.7152 * (1 - value), 0.0722 - 0.0722 * (1 - value),
0.2126 - 0.2126 * (1 - value), 0.7152 + 0.2848 * (1 - value), 0.0722 - 0.0722 * (1 - value),
0.2126 - 0.2126 * (1 - value), 0.7152 - 0.7152 * (1 - value), 0.0722 + 0.9278 * (1 - value)
]);
}
sepia(value = 1) {
this.multiply([
0.393 + 0.607 * (1 - value), 0.769 - 0.769 * (1 - value), 0.189 - 0.189 * (1 - value),
0.349 - 0.349 * (1 - value), 0.686 + 0.314 * (1 - value), 0.168 - 0.168 * (1 - value),
0.272 - 0.272 * (1 - value), 0.534 - 0.534 * (1 - value), 0.131 + 0.869 * (1 - value)
]);
}
saturate(value = 1) {
this.multiply([
0.213 + 0.787 * value, 0.715 - 0.715 * value, 0.072 - 0.072 * value,
0.213 - 0.213 * value, 0.715 + 0.285 * value, 0.072 - 0.072 * value,
0.213 - 0.213 * value, 0.715 - 0.715 * value, 0.072 + 0.928 * value
]);
}
multiply(matrix) {
let newR = this.clamp(this.r * matrix[0] + this.g * matrix[1] + this.b * matrix[2]);
let newG = this.clamp(this.r * matrix[3] + this.g * matrix[4] + this.b * matrix[5]);
let newB = this.clamp(this.r * matrix[6] + this.g * matrix[7] + this.b * matrix[8]);
this.r = newR; this.g = newG; this.b = newB;
}
brightness(value = 1) { this.linear(value); }
contrast(value = 1) { this.linear(value, -(0.5 * value) + 0.5); }
linear(slope = 1, intercept = 0) {
this.r = this.clamp(this.r * slope + intercept * 255);
this.g = this.clamp(this.g * slope + intercept * 255);
this.b = this.clamp(this.b * slope + intercept * 255);
}
invert(value = 1) {
this.r = this.clamp((value + (this.r / 255) * (1 - 2 * value)) * 255);
this.g = this.clamp((value + (this.g / 255) * (1 - 2 * value)) * 255);
this.b = this.clamp((value + (this.b / 255) * (1 - 2 * value)) * 255);
}
hsl() { // Code taken from https://stackoverflow.com/a/9493060/2688027, licensed under CC BY-SA.
let r = this.r / 255;
let g = this.g / 255;
let b = this.b / 255;
let max = Math.max(r, g, b);
let min = Math.min(r, g, b);
let h, s, l = (max + min) / 2;
if(max === min) {
h = s = 0;
} else {
let d = max - min;
s = l > 0.5 ? d / (2 - max - min) : d / (max + min);
switch(max) {
case r: h = (g - b) / d + (g < b ? 6 : 0); break;
case g: h = (b - r) / d + 2; break;
case b: h = (r - g) / d + 4; break;
} h /= 6;
}
return {
h: h * 100,
s: s * 100,
l: l * 100
};
}
clamp(value) {
if(value > 255) { value = 255; }
else if(value < 0) { value = 0; }
return value;
}
}
class Solver {
constructor(target) {
this.target = target;
this.targetHSL = target.hsl();
this.reusedColor = new Color(0, 0, 0); // Object pool
}
solve() {
let result = this.solveNarrow(this.solveWide());
return {
values: result.values,
loss: result.loss,
filter: this.css(result.values)
};
}
solveWide() {
const A = 5;
const c = 15;
const a = [60, 180, 18000, 600, 1.2, 1.2];
let best = { loss: Infinity };
for(let i = 0; best.loss > 25 && i < 3; i++) {
let initial = [50, 20, 3750, 50, 100, 100];
let result = this.spsa(A, a, c, initial, 1000);
if(result.loss < best.loss) { best = result; }
} return best;
}
solveNarrow(wide) {
const A = wide.loss;
const c = 2;
const A1 = A + 1;
const a = [0.25 * A1, 0.25 * A1, A1, 0.25 * A1, 0.2 * A1, 0.2 * A1];
return this.spsa(A, a, c, wide.values, 500);
}
spsa(A, a, c, values, iters) {
const alpha = 1;
const gamma = 0.16666666666666666;
let best = null;
let bestLoss = Infinity;
let deltas = new Array(6);
let highArgs = new Array(6);
let lowArgs = new Array(6);
for(let k = 0; k < iters; k++) {
let ck = c / Math.pow(k + 1, gamma);
for(let i = 0; i < 6; i++) {
deltas[i] = Math.random() > 0.5 ? 1 : -1;
highArgs[i] = values[i] + ck * deltas[i];
lowArgs[i] = values[i] - ck * deltas[i];
}
let lossDiff = this.loss(highArgs) - this.loss(lowArgs);
for(let i = 0; i < 6; i++) {
let g = lossDiff / (2 * ck) * deltas[i];
let ak = a[i] / Math.pow(A + k + 1, alpha);
values[i] = fix(values[i] - ak * g, i);
}
let loss = this.loss(values);
if(loss < bestLoss) { best = values.slice(0); bestLoss = loss; }
} return { values: best, loss: bestLoss };
function fix(value, idx) {
let max = 100;
if(idx === 2 /* saturate */) { max = 7500; }
else if(idx === 4 /* brightness */ || idx === 5 /* contrast */) { max = 200; }
if(idx === 3 /* hue-rotate */) {
if(value > max) { value = value % max; }
else if(value < 0) { value = max + value % max; }
} else if(value < 0) { value = 0; }
else if(value > max) { value = max; }
return value;
}
}
loss(filters) { // Argument is array of percentages.
let color = this.reusedColor;
color.set(0, 0, 0);
color.invert(filters[0] / 100);
color.sepia(filters[1] / 100);
color.saturate(filters[2] / 100);
color.hueRotate(filters[3] * 3.6);
color.brightness(filters[4] / 100);
color.contrast(filters[5] / 100);
let colorHSL = color.hsl();
return Math.abs(color.r - this.target.r)
+ Math.abs(color.g - this.target.g)
+ Math.abs(color.b - this.target.b)
+ Math.abs(colorHSL.h - this.targetHSL.h)
+ Math.abs(colorHSL.s - this.targetHSL.s)
+ Math.abs(colorHSL.l - this.targetHSL.l);
}
css(filters) {
function fmt(idx, multiplier = 1) { return Math.round(filters[idx] * multiplier); }
return `filter: invert(${fmt(0)}%) sepia(${fmt(1)}%) saturate(${fmt(2)}%) hue-rotate(${fmt(3, 3.6)}deg) brightness(${fmt(4)}%) contrast(${fmt(5)}%);`;
}
}
$("button.execute").click(() => {
let rgb = $("input.target").val().split(",");
if (rgb.length !== 3) { alert("Invalid format!"); return; }
let color = new Color(rgb[0], rgb[1], rgb[2]);
let solver = new Solver(color);
let result = solver.solve();
let lossMsg;
if (result.loss < 1) {
lossMsg = "This is a perfect result.";
} else if (result.loss < 5) {
lossMsg = "The is close enough.";
} else if(result.loss < 15) {
lossMsg = "The color is somewhat off. Consider running it again.";
} else {
lossMsg = "The color is extremely off. Run it again!";
}
$(".realPixel").css("background-color", color.toString());
$(".filterPixel").attr("style", result.filter);
$(".filterDetail").text(result.filter);
$(".lossDetail").html(`Loss: ${result.loss.toFixed(1)}. <b>${lossMsg}</b>`);
});
.pixel {
display: inline-block;
background-color: #000;
width: 50px;
height: 50px;
}
.filterDetail {
font-family: "Consolas", "Menlo", "Ubuntu Mono", monospace;
}
<script src="https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/2.1.1/jquery.min.js"></script>
<input class="target" type="text" placeholder="r, g, b" value="250, 150, 50" />
<button class="execute">Compute Filters</button>
<p>Real pixel, color applied through CSS <code>background-color</code>:</p>
<div class="pixel realPixel"></div>
<p>Filtered pixel, color applied through CSS <code>filter</code>:</p>
<div class="pixel filterPixel"></div>
<p class="filterDetail"></p>
<p class="lossDetail"></p>
Stosowanie
let color = new Color(0, 255, 0);
let solver = new Solver(color);
let result = solver.solve();
let filterCSS = result.css;
Wyjaśnienie
Zaczniemy od napisania Javascript.
"use strict";
class Color {
constructor(r, g, b) {
this.r = this.clamp(r);
this.g = this.clamp(g);
this.b = this.clamp(b);
} toString() { return `rgb(${Math.round(this.r)}, ${Math.round(this.g)}, ${Math.round(this.b)})`; }
hsl() { // Code taken from https://stackoverflow.com/a/9493060/2688027, licensed under CC BY-SA.
let r = this.r / 255;
let g = this.g / 255;
let b = this.b / 255;
let max = Math.max(r, g, b);
let min = Math.min(r, g, b);
let h, s, l = (max + min) / 2;
if(max === min) {
h = s = 0;
} else {
let d = max - min;
s = l > 0.5 ? d / (2 - max - min) : d / (max + min);
switch(max) {
case r: h = (g - b) / d + (g < b ? 6 : 0); break;
case g: h = (b - r) / d + 2; break;
case b: h = (r - g) / d + 4; break;
} h /= 6;
}
return {
h: h * 100,
s: s * 100,
l: l * 100
};
}
clamp(value) {
if(value > 255) { value = 255; }
else if(value < 0) { value = 0; }
return value;
}
}
class Solver {
constructor(target) {
this.target = target;
this.targetHSL = target.hsl();
}
css(filters) {
function fmt(idx, multiplier = 1) { return Math.round(filters[idx] * multiplier); }
return `filter: invert(${fmt(0)}%) sepia(${fmt(1)}%) saturate(${fmt(2)}%) hue-rotate(${fmt(3, 3.6)}deg) brightness(${fmt(4)}%) contrast(${fmt(5)}%);`;
}
}
Wyjaśnienie:
ColorKlasa reprezentuje barwy RGB.
- Jego
toString()funkcja zwraca kolor w rgb(...)łańcuchu kolorów CSS .
- Jego
hsl()funkcja zwraca kolor, przekonwertowany na HSL .
- Jego
clamp()funkcja zapewnia, że dana wartość koloru mieści się w granicach (0-255).
SolverKlasa będzie próbował rozwiązać za pomocą koloru docelowego.
- Jego
css()funkcja zwraca podany filtr w ciągu filtru CSS.
Wykonawczych grayscale(), sepia()orazsaturate()
Sercem filtrów CSS / SVG są prymitywy filtrów , które reprezentują niskopoziomowe modyfikacje obrazu.
Filtry grayscale(), sepia()i saturate()są implementowane przez element pierwotny filtru <feColorMatrix>, który wykonuje mnożenie macierzy między macierzą określoną przez filtr (często generowaną dynamicznie) a macierzą utworzoną z koloru. Diagram:
Istnieje kilka optymalizacji, które możemy tutaj wprowadzić:
- Ostatnim elementem matrycy kolorów jest i zawsze będzie
1. Nie ma sensu go obliczać ani przechowywać.
- Nie ma też sensu obliczać ani przechowywać wartości alfa / przezroczystości (
A), ponieważ mamy do czynienia z RGB, a nie RGBA.
- Dlatego możemy przycinać matryce filtrów od 5x5 do 3x5, a matrycę kolorów od 1x5 do 1x3 . Oszczędza to trochę pracy.
- Wszystkie
<feColorMatrix>filtry pozostawiają kolumny 4 i 5 jako zera. Dlatego możemy dodatkowo zmniejszyć matrycę filtra do 3x3 .
- Ponieważ mnożenie jest stosunkowo proste, nie ma potrzeby przeciągania do tego skomplikowanych bibliotek matematycznych . Możemy sami zaimplementować algorytm mnożenia macierzy.
Realizacja:
function multiply(matrix) {
let newR = this.clamp(this.r * matrix[0] + this.g * matrix[1] + this.b * matrix[2]);
let newG = this.clamp(this.r * matrix[3] + this.g * matrix[4] + this.b * matrix[5]);
let newB = this.clamp(this.r * matrix[6] + this.g * matrix[7] + this.b * matrix[8]);
this.r = newR; this.g = newG; this.b = newB;
}
(Używamy zmiennych tymczasowych do przechowywania wyników mnożenia każdego wiersza, ponieważ nie chcemy, aby zmiany this.ritp. Miały wpływ na kolejne obliczenia).
Teraz, wdrożyliśmy <feColorMatrix>możemy wdrożyć grayscale(), sepia()i saturate(), co po prostu wywołać ją z danej matrycy filtra:
function grayscale(value = 1) {
this.multiply([
0.2126 + 0.7874 * (1 - value), 0.7152 - 0.7152 * (1 - value), 0.0722 - 0.0722 * (1 - value),
0.2126 - 0.2126 * (1 - value), 0.7152 + 0.2848 * (1 - value), 0.0722 - 0.0722 * (1 - value),
0.2126 - 0.2126 * (1 - value), 0.7152 - 0.7152 * (1 - value), 0.0722 + 0.9278 * (1 - value)
]);
}
function sepia(value = 1) {
this.multiply([
0.393 + 0.607 * (1 - value), 0.769 - 0.769 * (1 - value), 0.189 - 0.189 * (1 - value),
0.349 - 0.349 * (1 - value), 0.686 + 0.314 * (1 - value), 0.168 - 0.168 * (1 - value),
0.272 - 0.272 * (1 - value), 0.534 - 0.534 * (1 - value), 0.131 + 0.869 * (1 - value)
]);
}
function saturate(value = 1) {
this.multiply([
0.213 + 0.787 * value, 0.715 - 0.715 * value, 0.072 - 0.072 * value,
0.213 - 0.213 * value, 0.715 + 0.285 * value, 0.072 - 0.072 * value,
0.213 - 0.213 * value, 0.715 - 0.715 * value, 0.072 + 0.928 * value
]);
}
Realizowanie hue-rotate()
hue-rotate()Filtr jest realizowany przez <feColorMatrix type="hueRotate" />.
Macierz filtrów jest obliczana w sposób pokazany poniżej:
Na przykład element a 00 zostałby obliczony w następujący sposób:
Kilka uwag:
- Kąt obrotu podawany jest w stopniach. Musi zostać przekonwertowany na radiany przed przekazaniem do
Math.sin()lub Math.cos().
Math.sin(angle)i Math.cos(angle)powinno być obliczone raz, a następnie zapisane w pamięci podręcznej.
Realizacja:
function hueRotate(angle = 0) {
angle = angle / 180 * Math.PI;
let sin = Math.sin(angle);
let cos = Math.cos(angle);
this.multiply([
0.213 + cos * 0.787 - sin * 0.213, 0.715 - cos * 0.715 - sin * 0.715, 0.072 - cos * 0.072 + sin * 0.928,
0.213 - cos * 0.213 + sin * 0.143, 0.715 + cos * 0.285 + sin * 0.140, 0.072 - cos * 0.072 - sin * 0.283,
0.213 - cos * 0.213 - sin * 0.787, 0.715 - cos * 0.715 + sin * 0.715, 0.072 + cos * 0.928 + sin * 0.072
]);
}
Wdrażanie brightness()icontrast()
brightness()I contrast()filtry są realizowane przez <feComponentTransfer>z <feFuncX type="linear" />.
Każdy <feFuncX type="linear" />element przyjmuje atrybut nachylenia i przecięcia . Następnie oblicza każdą nową wartość koloru za pomocą prostej formuły:
value = slope * value + intercept
Jest to łatwe do wdrożenia:
function linear(slope = 1, intercept = 0) {
this.r = this.clamp(this.r * slope + intercept * 255);
this.g = this.clamp(this.g * slope + intercept * 255);
this.b = this.clamp(this.b * slope + intercept * 255);
}
Po wdrożeniu brightness()i contrast()można to również zaimplementować:
function brightness(value = 1) { this.linear(value); }
function contrast(value = 1) { this.linear(value, -(0.5 * value) + 0.5); }
Realizowanie invert()
invert()Filtr jest realizowany przez <feComponentTransfer>z <feFuncX type="table" />.
Specyfikacja stwierdza:
W dalszej części C to komponent początkowy, a C ' to komponent przemapowany; obie w przedziale zamkniętym [0,1].
W przypadku „tabeli” funkcja jest definiowana przez interpolację liniową między wartościami podanymi w atrybucie tableValues . Tabela zawiera n + 1 wartości (tj. V 0 do v n ) określających wartości początkowe i końcowe dla n obszarów interpolacji o równych rozmiarach. W interpolacji stosuje się następujący wzór:
Dla wartości C znajdź k takie, że:
k / n ≤ C <(k + 1) / n
Wynik C ' daje:
C '= v k + (C - k / n) * n * (v k + 1 - v k )
Wyjaśnienie tego wzoru:
invert()Filtr wyznacza poniższej tabeli: [wartość, 1 - wartość]. To jest tableValues lub v .- Formuła definiuje n , tak że n + 1 jest długością tabeli. Ponieważ długość stołu wynosi 2, n = 1.
- Formuła definiuje k , gdzie k i k + 1 są indeksami tabeli. Ponieważ tabela ma 2 elementy, k = 0.
W ten sposób możemy uprościć wzór do:
C '= v 0 + C * (v 1 - v 0 )
Podkreślając wartości tabeli, pozostaje:
C '= wartość + C * (1 - wartość - wartość)
Jeszcze jedno uproszczenie:
C '= wartość + C * (1 - 2 * wartość)
Specyfikacja definiuje C i C ' jako wartości RGB, w granicach 0-1 (w przeciwieństwie do 0-255). W rezultacie musimy zmniejszyć wartości przed obliczeniem, a następnie przeskalować je ponownie.
W ten sposób dochodzimy do naszej realizacji:
function invert(value = 1) {
this.r = this.clamp((value + (this.r / 255) * (1 - 2 * value)) * 255);
this.g = this.clamp((value + (this.g / 255) * (1 - 2 * value)) * 255);
this.b = this.clamp((value + (this.b / 255) * (1 - 2 * value)) * 255);
}
Interludium: algorytm brutalnej siły @ Dave'a
Kod @ Dave'a generuje 176,660 kombinacji filtrów, w tym:
- 11
invert()filtrów (0%, 10%, 20%, ..., 100%)
- 11
sepia()filtrów (0%, 10%, 20%, ..., 100%)
- 20
saturate()filtrów (5%, 10%, 15%, ..., 100%)
- 73
hue-rotate()filtry (0 stopni, 5 stopni, 10 stopni, ..., 360 stopni)
Oblicza filtry w następującej kolejności:
filter: invert(a%) sepia(b%) saturate(c%) hue-rotate(θdeg);
Następnie wykonuje iterację przez wszystkie obliczone kolory. Zatrzymuje się, gdy znajdzie wygenerowany kolor z tolerancją (wszystkie wartości RGB mieszczą się w granicach 5 jednostek od koloru docelowego).
Jest to jednak powolne i nieefektywne. Dlatego przedstawiam własną odpowiedź.
Wdrażanie SPSA
Najpierw musimy zdefiniować funkcję strat , która zwraca różnicę między kolorem wytworzonym przez kombinację filtrów a kolorem docelowym. Jeśli filtry są doskonałe, funkcja utraty powinna zwrócić 0.
Różnicę kolorów zmierzymy jako sumę dwóch wskaźników:
- Różnica RGB, ponieważ celem jest uzyskanie najbliższej wartości RGB.
- Różnica HSL, ponieważ wiele wartości HSL odpowiada filtrom (np. Barwa jest z grubsza skorelowana
hue-rotate(), nasycenie jest skorelowane z saturate()itp.) To prowadzi algorytm.
Funkcja straty przyjmie jeden argument - tablicę wartości procentowych filtrów.
Użyjemy następującej kolejności filtrów:
filter: invert(a%) sepia(b%) saturate(c%) hue-rotate(θdeg) brightness(e%) contrast(f%);
Realizacja:
function loss(filters) {
let color = new Color(0, 0, 0);
color.invert(filters[0] / 100);
color.sepia(filters[1] / 100);
color.saturate(filters[2] / 100);
color.hueRotate(filters[3] * 3.6);
color.brightness(filters[4] / 100);
color.contrast(filters[5] / 100);
let colorHSL = color.hsl();
return Math.abs(color.r - this.target.r)
+ Math.abs(color.g - this.target.g)
+ Math.abs(color.b - this.target.b)
+ Math.abs(colorHSL.h - this.targetHSL.h)
+ Math.abs(colorHSL.s - this.targetHSL.s)
+ Math.abs(colorHSL.l - this.targetHSL.l);
}
Postaramy się zminimalizować funkcję straty, tak aby:
loss([a, b, c, d, e, f]) = 0
SpsA algorytm ( strona internetowa , więcej informacji , papier , papier realizacja , kod referencyjny ) jest bardzo dobry w tym. Został zaprojektowany w celu optymalizacji złożonych systemów z lokalnymi minimami, zaszumionymi / nieliniowymi / wielowymiarowymi funkcjami strat itp. Został użyty do strojenia silników szachowych . I w przeciwieństwie do wielu innych algorytmów, opisujące go artykuły są w rzeczywistości zrozumiałe (aczkolwiek z dużym wysiłkiem).
Realizacja:
function spsa(A, a, c, values, iters) {
const alpha = 1;
const gamma = 0.16666666666666666;
let best = null;
let bestLoss = Infinity;
let deltas = new Array(6);
let highArgs = new Array(6);
let lowArgs = new Array(6);
for(let k = 0; k < iters; k++) {
let ck = c / Math.pow(k + 1, gamma);
for(let i = 0; i < 6; i++) {
deltas[i] = Math.random() > 0.5 ? 1 : -1;
highArgs[i] = values[i] + ck * deltas[i];
lowArgs[i] = values[i] - ck * deltas[i];
}
let lossDiff = this.loss(highArgs) - this.loss(lowArgs);
for(let i = 0; i < 6; i++) {
let g = lossDiff / (2 * ck) * deltas[i];
let ak = a[i] / Math.pow(A + k + 1, alpha);
values[i] = fix(values[i] - ak * g, i);
}
let loss = this.loss(values);
if(loss < bestLoss) { best = values.slice(0); bestLoss = loss; }
} return { values: best, loss: bestLoss };
function fix(value, idx) {
let max = 100;
if(idx === 2 /* saturate */) { max = 7500; }
else if(idx === 4 /* brightness */ || idx === 5 /* contrast */) { max = 200; }
if(idx === 3 /* hue-rotate */) {
if(value > max) { value = value % max; }
else if(value < 0) { value = max + value % max; }
} else if(value < 0) { value = 0; }
else if(value > max) { value = max; }
return value;
}
}
Dokonałem pewnych modyfikacji / optymalizacji w SPSA:
- Korzystanie z najlepszego uzyskanego wyniku zamiast ostatniego.
- Ponowne użycie wszystkich tablic (
deltas, highArgs, lowArgs), zamiast odtworzyć je z każdej iteracji.
- Użycie tablicy wartości dla a zamiast pojedynczej wartości. Dzieje się tak, ponieważ wszystkie filtry są różne i dlatego powinny poruszać się / zbierać z różnymi prędkościami.
- Uruchamianie
fixfunkcji po każdej iteracji. Obcina wszystkie wartości od 0% do 100%, z wyjątkiem saturate(gdzie maksimum to 7500%) brightnessi contrast(gdzie maksimum to 200%) i hueRotate(gdzie wartości są zawijane zamiast zaciśniętych).
Używam SPSA w dwuetapowym procesie:
- „Szeroka” scena, która próbuje „eksplorować” przestrzeń poszukiwań. Jeśli wyniki nie będą zadowalające, podejmie ograniczone próby SPSA.
- Scena „wąska”, która najlepiej sprawdza się na scenie szerokiej i próbuje ją „uszlachetnić”. Używa wartości dynamicznych dla A i a .
Realizacja:
function solve() {
let result = this.solveNarrow(this.solveWide());
return {
values: result.values,
loss: result.loss,
filter: this.css(result.values)
};
}
function solveWide() {
const A = 5;
const c = 15;
const a = [60, 180, 18000, 600, 1.2, 1.2];
let best = { loss: Infinity };
for(let i = 0; best.loss > 25 && i < 3; i++) {
let initial = [50, 20, 3750, 50, 100, 100];
let result = this.spsa(A, a, c, initial, 1000);
if(result.loss < best.loss) { best = result; }
} return best;
}
function solveNarrow(wide) {
const A = wide.loss;
const c = 2;
const A1 = A + 1;
const a = [0.25 * A1, 0.25 * A1, A1, 0.25 * A1, 0.2 * A1, 0.2 * A1];
return this.spsa(A, a, c, wide.values, 500);
}
Tuning SPSA
Ostrzeżenie: nie mieszaj kodu SPSA, zwłaszcza jego stałych, chyba że jesteś pewien, że wiesz, co robisz.
Ważnymi stałymi są A , a , c , wartości początkowe, progi ponownych prób, wartości maxin fix()oraz liczba iteracji każdego etapu. Wszystkie te wartości zostały starannie dostrojone, aby uzyskać dobre wyniki, a przypadkowe wkręcanie się z nimi prawie na pewno zmniejszy użyteczność algorytmu.
Jeśli nalegasz na jego zmianę, musisz dokonać pomiaru przed „optymalizacją”.
Najpierw zastosuj tę poprawkę .
Następnie uruchom kod w Node.js. Po pewnym czasie wynik powinien wyglądać mniej więcej tak:
Average loss: 3.4768521401985275
Average time: 11.4915ms
Teraz dostrój stałe do zadowolenia twojego serca.
Kilka porad:
- Średnia strata powinna wynosić około 4. Jeśli jest większa niż 4, wyniki są zbyt odległe i należy dostroić je pod kątem dokładności. Jeśli jest mniej niż 4, marnuje się czas i powinieneś zmniejszyć liczbę iteracji.
- Jeśli zwiększysz / zmniejszysz liczbę iteracji, dostosuj odpowiednio A.
- Jeśli zwiększyć / zmniejszyć A wyregulować odpowiednio.
- Użyj
--debugflagi, jeśli chcesz zobaczyć wynik każdej iteracji.
TL; DR
