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【OpenCV】—图像对比度 亮度值调整

时间:2020-10-29 19:39:12

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【OpenCV】—图像对比度 亮度值调整

文章目录

1、理论依据2、访问图片中的像素3、示例程序:图像的对比度、亮度调整补充:学习createTrackbar的使用方法及步骤

1、理论依据

算子:图像处理算子都是一个函数,它接受一个或多个输入图像,并产生输出图像。算子的一般形式:

g(x)=h(f(x))或者g(x)=h(f0(x).....fn(x))g(x)=h(f(x))或者g(x)=h(f0(x).....fn(x)) g(x)=h(f(x))或者g(x)=h(f0(x).....fn(x))

说明:图像亮度对比度的调整操作,其实属于图像处理变换中比较简单的一种——点操作(pointoperators)。点操作有一个特点:仅仅根据输入像素值(有时可以加上某些全局信息或参数),来计算相应的输出像素值。这类算子包括亮度(brightness)和对比度(contrast)调整、颜色校正(colorcorrection)和

变换(transformations)。

两种最常用的点操作(点算子)是乘上一个常数(对应对比度的调节)以及加上一个常数(对应亮度值的调节)。公式如下:

g(x)=a∗f(x)+bg(x)=a*f(x)+b g(x)=a∗f(x)+b

参数f(x)表示源图像像素参数g(x)表示输出图像像素参数a(需要满足a>0)被称为增益(gain),常常被用来控制图像的对比度参数b通常被称为偏置(bias),常常被用来控制图像的亮度。

同样,可以修改:ij表示像素位于第i行和第j列。

g(i,j)=a∗f(i,j)+bg(i,j)=a*f(i,j)+b g(i,j)=a∗f(i,j)+b

2、访问图片中的像素

执行如下运算:

g(i,j)=a∗f(i,j)+bg(i,j)=a*f(i,j)+b g(i,j)=a∗f(i,j)+b

需要访问图像中的每一个像素。因为是对BGR图像进行运算,每个像素有三个值B、G、R,所以分别访问它们的代码是使用三个for循环:

//三个for循环,执行运算new_image(i,j)=a*image(i,j)+bfor(int y=0;y<image.rows;y++){for(int x=0;x<image.cols;x++){for(int c=0;c<3;c++){new_image.at<Vec3b>(y,x)[c]=saturate_cast<uchar>((g_nContrastValue*0.01)*(image.at<Vec3b>(y,x)[c])+g_nBrightValue);}}}

讲解:

为了访问图像的每一个像素,使用这样的语法:image.at(y,x)[c]。其中,y是像素所在的行,x是像素所在的列,c是R、G、B(对应0、1、2)因为运算结果可能会超出像素的取值范围(溢出),还有可能是非整数(浮点数),所以要用saturate_cast对结果进行转换,以确保它为有效值。这里的a也就是对比度,一般为了观察的效果,它的取值为0.0到3.0的浮点值,但是轨迹条一般取值都为整数,因此在这里我们可以将其代表对比度的值nContrastValue参数设为0-300之间的整型,在后面乘0.01,这样就完成了轨迹条中300个不同取值的变化。

3、示例程序:图像的对比度、亮度调整

#include<opencv2/core/core.hpp>#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>#include<iostream>using namespace std;using namespace cv;//全局函数声明static void on_COntrastAndBright(int, void *);static void ShowHelpText();//全局变量声明int g_nContrastValue;//对比度值int g_nBrightValue;//亮度值Mat g_srcImage, g_dstImage;int main(){//1、读取输入函数g_srcImage = imread("D:\\dong.jpg");if (!g_srcImage.data){printf("读取图片错误\n");return false;}//返回指定的大小和类型的零数组。g_dstImage = Mat::zeros(g_srcImage.size(), g_srcImage.type());//2、设定对比度和亮度的初值g_nBrightValue = 80;//亮度g_nContrastValue = 80;//对比度//3、创建效果图窗口namedWindow("【效果图窗口】", 1);//4、创建轨迹条createTrackbar("对比度:", "【效果图窗口】", &g_nContrastValue, 300, on_COntrastAndBright);createTrackbar("亮 度:", "【效果图窗口】", &g_nBrightValue, 300, on_COntrastAndBright);//5、进行回调函数初始化on_COntrastAndBright(g_nContrastValue, 0);on_COntrastAndBright(g_nBrightValue, 0);//6、按下“q”键时,程序退出while(char(waitKey(1))!='q'){}return 0;}//改变图像对比度和亮度值的回调函数static void on_COntrastAndBright(int, void *){//创建窗口namedWindow("【原始窗口】", 1);//三个for循环,执行运算new_image(i,j)=a*image(i,j)+bfor (int y = 0; y < g_srcImage.rows; y++){for (int x = 0; x < g_srcImage.cols; x++){for (int c = 0; c < 3; c++){g_dstImage.at<Vec3b>(y, x)[c] = saturate_cast<uchar>((g_nContrastValue*0.01)*(g_srcImage.at<Vec3b>(y, x)[c]) + g_nBrightValue);}}}//显示图像imshow("【原始图窗口】", g_srcImage);imshow("【效果图窗口】", g_dstImage);}

补充:学习createTrackbar的使用方法及步骤

createTrackbar是Opencv中的API,其可在显示图像的窗口中快速创建一个滑动控件,用于手动调节阈值,具有非常直观的效果。具体定义如下:

createTrackbar(const string& trackbarname,const string& winname,int* value,int count,void * userData);//示例createTrackbar("对比度:", "【效果图窗口】", &g_nContrastValue, 300, on_COntrastAndBright);

参数一:trackbarname:滑动空间的名称;参数二:winname:滑动空间用于依附的图像窗口的名称;参数三:value:初始化阈值;参数四:count:滑动控件的刻度范围;参数五:TrackbarCallback是回调函数;

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