opencv灰度变换

2024-06-07 14:04

文章标签 opencv 灰度变换

本文主要是介绍opencv灰度变换，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

图像处理中的灰度反转、对数变换和幂律（伽马）变换是一些常见的技术，主要用于图像增强、对比度调整以及特定场景的图像预处理。下面详细介绍这些技术的使用场景，并给出对应的C++代码示例。

灰度反转（Negative Transformation）

使用场景

医学图像处理: 增强X光片或MRI图像的对比度。
遥感图像: 反转地形图或卫星图像中的颜色，便于特定特征的分析。
摄影艺术: 创造特殊的视觉效果。

实现方法

灰度反转的公式为：
[ g(x,y) = 255 - f(x,y) ]
其中 ( f(x,y) ) 是原始图像的像素值，( g(x,y) ) 是反转后的像素值。

对数变换（Log Transformation）

使用场景

增强低灰度值: 提高图像中暗部细节的对比度。
图像压缩: 压缩图像的动态范围，特别是用于科学数据的可视化（如频谱图）。

实现方法

对数变换的公式为：
[ g(x,y) = c \cdot \log(1 + f(x,y)) ]
其中 ( c ) 是常数，一般取值为 1。

幂律（伽马）变换（Power-Law (Gamma) Transformation）

使用场景

图像增强: 调整图像的亮度和对比度。
显示设备校正: 修正显示器或打印机的非线性响应。
医学图像处理: 改善CT扫描或MRI图像的可视化效果。

实现方法

伽马变换的公式为：
[ g(x,y) = c \cdot f(x,y)^\gamma ]
其中 ( c ) 是常数，通常为 1，( \gamma ) 是伽马值，控制图像的对比度。

C++ 代码示例

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
#include <cmath>void invertImage(const cv::Mat& src, cv::Mat& dst) {dst = 255 - src;
}void logTransform(const cv::Mat& src, cv::Mat& dst) {cv::Mat srcFloat;src.convertTo(srcFloat, CV_32F);dst = srcFloat.clone();dst += 1;cv::log(dst, dst);cv::normalize(dst, dst, 0, 255, cv::NORM_MINMAX);dst.convertTo(dst, CV_8U);
}void gammaTransform(const cv::Mat& src, cv::Mat& dst, double gamma) {cv::Mat srcFloat;src.convertTo(srcFloat, CV_32F);cv::normalize(srcFloat, srcFloat, 0, 1, cv::NORM_MINMAX);cv::pow(srcFloat, gamma, dst);cv::normalize(dst, dst, 0, 255, cv::NORM_MINMAX);dst.convertTo(dst, CV_8U);
}int main() {// 读取图像cv::Mat image = cv::imread("path_to_image.jpg", cv::IMREAD_GRAYSCALE);if (image.empty()) {std::cerr << "Could not open or find the image!" << std::endl;return -1;}// 灰度反转cv::Mat invertedImage;invertImage(image, invertedImage);// 对数变换cv::Mat logImage;logTransform(image, logImage);// 幂律（伽马）变换cv::Mat gammaImage;double gamma = 2.2; // 伽马值，可以根据需要调整gammaTransform(image, gammaImage, gamma);// 显示图像cv::imshow("Original Image", image);cv::imshow("Inverted Image", invertedImage);cv::imshow("Log Transformed Image", logImage);cv::imshow("Gamma Transformed Image", gammaImage);// 保存图像cv::imwrite("inverted_image.jpg", invertedImage);cv::imwrite("log_transformed_image.jpg", logImage);cv::imwrite("gamma_transformed_image.jpg", gammaImage);// 等待按键按下cv::waitKey(0);return 0;
}