OpenCV 基于RGB三原色的基本线性变换 改变图像颜色和亮度 对比度增强算法

1、理论依据

书籍：Computer Vision: Algorithms and Applications

作者：Richard Szeliski

2、改变图像亮度和对比度的原理

这里的图像颜色的调整是基于RGB三原色的，在OpenCV中（255,255,255）指的是白色，（0,0,0）为黑色，可以大致理解为值越大颜色越亮。

这里采用的力量公式为：

g(x)=αf(x)+βg(x)=\alpha f(x)+\beta

其中α>0\alpha >0表示增益，β\beta表示偏移量。

离散到图像中的每个像素即为：

g(i,j)=α⋅f(i,j)+βg(i,j)=\alpha\cdot f(i,j)+\beta

i,ji,j分别表示图像的行和列

3、代码实现

#include <cv.h>
#include <highgui.h>
#include <iostream>

using namespace cv;

double alpha; /**< Simple contrast control */
int beta;  /**< Simple brightness control */

int main( int argc, char** argv )
{
/// Read image given by user
Mat image = imread( argv[1] );
Mat new_image = Mat::zeros( image.size(), image.type() );

/// Initialize values
std::cout<<" Basic Linear Transforms "<<std::endl;
std::cout<<"-------------------------"<<std::endl;
std::cout<<"* Enter the alpha value [1.0-3.0]: ";std::cin>>alpha;
std::cout<<"* Enter the beta value [0-100]: "; std::cin>>beta;

/// Do the operation new_image(i,j) = alpha*image(i,j) + beta
for( 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>( alpha*( image.at<Vec3b>(y,x)[c] ) + beta ); }
}
}

/// Create Windows
namedWindow("Original Image", 1);
namedWindow("New Image", 1);

/// Show stuff
imshow("Original Image", image);
imshow("New Image", new_image);

/// Wait until user press some key
waitKey();
return 0;
}

ps：

1.

image.at<Vec3b>(y,x)[c]

,y表示行，x表示列，c为R,G,B(即0,1,2)

2. saturate_cast用来保证运算后的值范围在uchar内。

3. OpenCV库中有自带的图像处理函数可以完成这一任务

image.convertTo(new_image, -1, alpha, beta);

convertTo函数的功能就是完成new_image = a*image + beta的运算，且具有更高效率。

4、结果

输入：α=2.2\alpha=2.2 β=50\beta=50



原文出自OpenCV官网英文文档，笔记记录了对比度增强算法的相关知识点。