作者：翟天保Steven
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場景需求

? ? ? ?最近有客戶提出，想要將解包裹圖像轉化為有顏色的圖像，具備更佳的視覺效果。解包裹圖是一個float類型的灰度圖像，里面的數值范圍類似于從-10.25到20.56這種，客戶想要最低的數值為藍色，最高的數值為紅色，中間的數值為綠色。

? ? ? ?針對該需求，我們首先需要將灰度值圖轉化為0-255的8通道(uchar)灰度圖，運用歸一化函數可以實現，之后考慮到顏色和灰度的關系，比如最低的顏色為藍色（0,0,255）對應灰度值0，最高的顏色為紅色（255,0,0）對應灰度值255，只需要找出其變化的規律即可。

? ? ? ?下方為具體實現函數和測試代碼。

功能函數代碼

/*** @brief GrayToColor 灰度圖上色* @param phase 輸入的灰色圖像，通道為1* @return 上色后的圖像*/ static cv::Mat GrayToColor(cv::Mat &phase) {CV_Assert(phase.channels() == 1);cv::Mat temp, result, mask;// 將灰度圖重新歸一化至0-255cv::normalize(phase, temp, 255, 0, cv::NORM_MINMAX);temp.convertTo(temp, CV_8UC1);// 創建掩膜，目的是為了隔離nan值的干擾mask = cv::Mat::zeros(phase.size(), CV_8UC1);mask.setTo(255, phase == phase);// 初始化三通道顏色圖cv::Mat color1, color2, color3;color1 = cv::Mat::zeros(temp.size(), temp.type());color2 = cv::Mat::zeros(temp.size(), temp.type());color3 = cv::Mat::zeros(temp.size(), temp.type());int row = phase.rows;int col = phase.cols;// 基于灰度圖的灰度層級，給其上色，最底的灰度值0為藍色（255，0,0），最高的灰度值255為紅色（0,0,255），中間的灰度值127為綠色（0,255,0）// 不要驚訝藍色為什么是（255,0,0），因為OpenCV中是BGR而不是RGBfor (int i = 0; i < row; ++i){uchar *c1 = color1.ptr<uchar>(i);uchar *c2 = color2.ptr<uchar>(i);uchar *c3 = color3.ptr<uchar>(i);uchar *r = temp.ptr<uchar>(i);uchar *m = mask.ptr<uchar>(i);for (int j = 0; j < col; ++j){if (m[j] == 255){if (r[j] > (3 * 255 / 4) && r[j] <= 255){c1[j] = 255;c2[j] = 4 * (255 - r[j]);c3[j] = 0;}else if (r[j] <= (3 * 255 / 4) && r[j] > (255 / 2)){c1[j] = 255 - 4 * (3 * 255 / 4 - r[j]);c2[j] = 255;c3[j] = 0;}else if (r[j] <= (255 / 2) && r[j] > (255 / 4)){c1[j] = 0;c2[j] = 255;c3[j] = 4 * (255 / 2 - r[j]);}else if (r[j] <= (255 / 4) && r[j] >= 0){c1[j] = 0;c2[j] = 255 - 4 * (255 / 4 - r[j]);c3[j] = 255;}else {c1[j] = 0;c2[j] = 0;c3[j] = 0;}}}}// 三通道合并，得到顏色圖vector<cv::Mat> images;images.push_back(color3);images.push_back(color2);images.push_back(color1);cv::merge(images, result);return result; }

C++測試代碼

#include<iostream> #include<opencv2/opencv.hpp> #include<ctime> using namespace std; using namespace cv; void UnitPolar(int squaresize, cv::Mat& mag,cv::Mat& ang); void UnitCart(int squaresize, cv::Mat& x, cv::Mat& y); cv::Mat GrayToColor(cv::Mat &phase); int main(void) {cv::Mat mag, ang,result,result3;UnitPolar(2001, mag, ang);mag.at<float>(10, 10) = nan("");clock_t start, end;start = clock();result= GrayToColor(mag);end = clock();double diff = end - start;cout << "time:" << diff/ CLOCKS_PER_SEC << endl;system("pause");return 0; } void UnitPolar(int squaresize, cv::Mat& mag,cv::Mat& ang) {cv::Mat x;cv::Mat y;UnitCart(squaresize, x, y); //產生指定范圍內的指定數量點數，相鄰數據跨度相同// OpenCV自帶的轉換有精度限制，導致結果有一定差異性//cv::cartToPolar(x, y, mag, ang, false); //坐標轉換mag = cv::Mat(x.size(), x.type());ang = cv::Mat(x.size(), x.type());int row = mag.rows;int col = mag.cols;float *m, *a, *xx, *yy;for (int i = 0; i < row; ++i){m = mag.ptr<float>(i);a = ang.ptr<float>(i);xx = x.ptr<float>(i);yy = y.ptr<float>(i);for (int j = 0; j < col; ++j){m[j] = sqrt(xx[j] * xx[j] + yy[j] * yy[j]);a[j] = atan2(yy[j], xx[j]);}} }void UnitCart(int squaresize, cv::Mat& x, cv::Mat& y) {CV_Assert(squaresize % 2 == 1);x.create(squaresize, squaresize, CV_32FC1);y.create(squaresize, squaresize, CV_32FC1);//設置邊界x.col(0).setTo(-1.0);x.col(squaresize - 1).setTo(1.0f);y.row(0).setTo(1.0);y.row(squaresize - 1).setTo(-1.0f);float delta = 2.0f / (squaresize - 1.0f); //兩個元素的間隔//計算其他位置的值for (int i = 1; i < squaresize - 1; ++i) {x.col(i) = -1.0f + i * delta;y.row(i) = 1.0f - i * delta;} }/*** @brief GrayToColor 灰度圖上色* @param phase 輸入的灰色圖像，通道為1* @return 上色后的圖像*/ static cv::Mat GrayToColor(cv::Mat &phase) {CV_Assert(phase.channels() == 1);cv::Mat temp, result, mask;// 將灰度圖重新歸一化至0-255cv::normalize(phase, temp, 255, 0, cv::NORM_MINMAX);temp.convertTo(temp, CV_8UC1);// 創建掩膜，目的是為了隔離nan值的干擾mask = cv::Mat::zeros(phase.size(), CV_8UC1);mask.setTo(255, phase == phase);// 初始化三通道顏色圖cv::Mat color1, color2, color3;color1 = cv::Mat::zeros(temp.size(), temp.type());color2 = cv::Mat::zeros(temp.size(), temp.type());color3 = cv::Mat::zeros(temp.size(), temp.type());int row = phase.rows;int col = phase.cols;// 基于灰度圖的灰度層級，給其上色，最底的灰度值0為藍色（255，0,0），最高的灰度值255為紅色（0,0,255），中間的灰度值127為綠色（0,255,0）// 不要驚訝藍色為什么是（255,0,0），因為OpenCV中是BGR而不是RGBfor (int i = 0; i < row; ++i){uchar *c1 = color1.ptr<uchar>(i);uchar *c2 = color2.ptr<uchar>(i);uchar *c3 = color3.ptr<uchar>(i);uchar *r = temp.ptr<uchar>(i);uchar *m = mask.ptr<uchar>(i);for (int j = 0; j < col; ++j){if (m[j] == 255){if (r[j] > (3 * 255 / 4) && r[j] <= 255){c1[j] = 255;c2[j] = 4 * (255 - r[j]);c3[j] = 0;}else if (r[j] <= (3 * 255 / 4) && r[j] > (255 / 2)){c1[j] = 255 - 4 * (3 * 255 / 4 - r[j]);c2[j] = 255;c3[j] = 0;}else if (r[j] <= (255 / 2) && r[j] > (255 / 4)){c1[j] = 0;c2[j] = 255;c3[j] = 4 * (255 / 2 - r[j]);}else if (r[j] <= (255 / 4) && r[j] >= 0){c1[j] = 0;c2[j] = 255 - 4 * (255 / 4 - r[j]);c3[j] = 255;}else {c1[j] = 0;c2[j] = 0;c3[j] = 0;}}}}// 三通道合并，得到顏色圖vector<cv::Mat> images;images.push_back(color3);images.push_back(color2);images.push_back(color1);cv::merge(images, result);return result; }

測試效果

圖1?灰度圖 圖2?顏色圖

? ? ? ?如上圖所示，為了方便，我生成了一個2001*2001的圖像矩陣，圖1為灰度圖，圖2是經過顏色處理后的顏色圖，滿足了前面提到的需求。

? ? ? ?如果函數有什么可以改進完善的地方，非常歡迎大家指出，一同進步何樂而不為呢~

? ? ? ?如果文章幫助到你了，可以點個贊讓我知道，我會很快樂~加油！

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++-灰度图上色GrayToColor的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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