目錄

• 一 提升圖像對比度和亮度
• 二 代碼實現(xiàn)
• 三 實現(xiàn)效果

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注：原創(chuàng)不易，轉(zhuǎn)載請務必注明原作者和出處，感謝支持！

一 提升圖像對比度和亮度

一般來說圖像的變換可以分成以下兩類：
(1)像素變換
在像素變換中，僅僅根據(jù)輸入的像素值（有時可能加上某些全局信息或者參數(shù)）來計算相應的輸出像素值。該類變換的常見方法有亮度和對比度調(diào)整、顏色校正和顏色變換等等。該類變換可以用下面的通用變換公式來表示。\(f(x,y)\)表示原圖像\((x,y)\)處的像素值，\(T\)表示變換函數(shù)，\(g(x,y)\)表示輸出圖像\((x,y)\)處的像素值。可以看到輸入僅有當個位置的像素值。
\[ g(x, y) = T[f(x, y)] \]

(2)鄰域變換
在鄰域變換中，變換函數(shù)的輸入可以是多個像素所構(gòu)成的一個鄰域，然后根據(jù)變換函數(shù)計算相應的像素值輸出。鄰域變換最常見的方法有圖像卷積操作。對于圖像卷積，假設(shè)中心錨點位置為\((x,y)\)，濾波器大小為\(m \times n\)，且\(m\)和\(n\)均為奇數(shù)（濾波器大小一般均為奇數(shù)）。令\(a = (m-1)/2\)，\(b = (n-1)/2\)，矩陣\(w\)為濾波器系數(shù)，原圖像為\(f\)，輸出圖像為\(g\)，則圖像的卷積操作可以用下面的通用公式表示。
\[ g(x,y) = \sum_{s=-a}^a \sum_{t=-b}^b w(s,t)f(x+s, y+t) \]

而提升圖像對比度和亮度是一個典型的像素變換操作，它的變換公式表示如下。如果你想要提升圖像亮度（針對灰度圖），那你只需要令\(\alpha = 1\)，并使\(\beta\)的值大于0，使圖像的亮度得到一個增益即可。此時，圖像的每個像素都將提升\(\beta\)個灰度值。如果你想要提升圖像對比度，那你只需要令\(\beta = 0\)，并使\(\alpha\)的值大于1，使得圖像相鄰像素差值變大從而提升圖像的對比度。如果你既要提升對比度和亮度，則只需要選擇\(\alpha\)為大于1的合適值和\(\beta\)為大于0的合適值即可。
\[ g(x,y) = \alpha f(x, y) + \beta \]

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二 代碼實現(xiàn)

OpenCV中提供了一個實現(xiàn)提升圖像對比度和亮度的APIconvertTo()如下。

void cv::Mat::convertTo(OutputArray m, // 輸出圖像int rtype, // 輸出圖像類型，取-1則表示類型與原圖相同double alpha = 1, // alpha值double beta = 0 // beta值 ) const;

如果不使用convertTo()，則可以將手寫代碼實現(xiàn)如下。

#include <iostream> #include <opencv2/opencv.hpp>using namespace cv; using namespace std;int main(int argc, char **argv) {// load source image and show itMat src = imread("D:\\IMG\\lena.jpg", IMREAD_UNCHANGED);if (!src.data){cout << "Error : could not load image." << endl;return -1;}imshow("input", src);// parameters for enhance contrastdouble alpha = 2.0;double beta = 0.0;Mat dst(src.size(), src.type());decltype(src.rows) row, col;for (row = 0; row < src.rows; ++row){for (col = 0; col < src.cols; ++col){// single channel (gray image) or three channels (BGR image) onlyif (src.channels() == 1){int gray = src.at<uchar>(row, col);dst.at<uchar>(row, col) = saturate_cast<uchar>(gray * alpha + beta);}else if (src.channels() == 3){int b = src.at<Vec3b>(row, col)[0];int g = src.at<Vec3b>(row, col)[1];int r = src.at<Vec3b>(row, col)[2];dst.at<Vec3b>(row, col)[0] = saturate_cast<uchar>(b * alpha + beta);dst.at<Vec3b>(row, col)[1] = saturate_cast<uchar>(g * alpha + beta);dst.at<Vec3b>(row, col)[2] = saturate_cast<uchar>(r * alpha + beta);}}}imshow("output (alpha = 2)", dst);waitKey(0);return 0; }

如果使用APIconvertTo()，則可以簡單地作如下實現(xiàn)。

src.convertTo(dst, -1, alpha, beta);

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三 實現(xiàn)效果

(1) 單純提升亮度
原圖

手寫代碼實現(xiàn)，\(\beta\)分別為50、100、150

調(diào)用API實現(xiàn)，\(\beta\)分別為50、100、150

(2) 單純提升對比度
原圖

手寫代碼實現(xiàn)，\(\alpha\)分別為2、3、4

調(diào)用API實現(xiàn)，\(\alpha\)分別為2、3、4

(3) 同時提升對比度和亮度，\(\alpha = 3\)，\(\beta = 50\)

可以看到，手寫代碼實現(xiàn)的效果與調(diào)用API實現(xiàn)的效果略有不同，但大體效果是不差多少的。在熟悉了API實現(xiàn)原理之后，以后就可以直接調(diào)用API進行實現(xiàn)而無需自己手動寫代碼實現(xiàn)。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/laizhenghong2012/p/11254079.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的提升图像对比度和亮度的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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