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  • 图像的灰度直方图
  • 图像的亮度调整

1.图像的直方图

一张图像一般由RGB三个通道(红色、绿色、蓝色三个部分)组成。单独对某个通道而言,把一幅图像中每一个像素出现的次数都统计出来,然后把每一个像素出现的次数除以总的像素个数,得到的就是这个像素出现的频率,然后再把该像素出现的频率用图表示出来,就构成了灰度直方图。

图像直方图由于其计算代价较小,且具有图像平移、旋转、缩放不变性等众多优点,广泛地应用于图像处理的各个领域,特别是灰度图像的阈值分割、基于颜色的图像检索以及图像分类。本文所述的图像亮度自适应调整方法就依赖于图像直方图的概念。

用等会儿我们即将做亮度自适应增强的例子展示直方图效果:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
注:上述影像并非存黑色,为了展示,找了一张亮度较低的卫星影像做实例。直方图中的红绿蓝色线条分别代表rgb三个通道的灰度直方图。

2.图像亮度自适应调整

可以看到,三个通道的像素值大多分布在0到20之间,所以图像呈现极暗。图像的亮度也是与像素值挂钩,像素值越大,则一般而言,影像会越亮,那是不是对每个像素值加一定值就可以调整亮度呢?

答案是否定的,若直接将像素值加上200,则结果图像会变白,但是地物依然无法识别,这是因为像素值之间的差别很小,可能像素值5代表的是灰色的屋顶,6代表的是绿色的草地,但是在像素值变大后变为205与206,看起来都是白色,所以无法展示实际影像。

上述的是影像的亮度调整,所以还需要影像的对比度调整。

影像的对比度指的是间隔,在调大像素值的同时增加像素值之间的间隔,则会得到较好的结果。

先展示自适应调整后的结果:
在这里插入图片描述
下面讲解具体python实现。
讲道理,先import库,读图片。

import numpy as np
import cv2
def compute(img, min_percentile, max_percentile):
	"""计算分位点,目的是去掉图1的直方图两头的异常情况"""
    max_percentile_pixel = np.percentile(img, max_percentile)
    min_percentile_pixel = np.percentile(img, min_percentile)
    return max_percentile_pixel, min_percentile_pixel
def aug(src):
	"""图像亮度增强"""
	if get_lightness(src)>130:
		print("图片亮度足够,不做增强")
	# 先计算分位点,去掉像素值中少数异常值,这个分位点可以自己配置。
	# 比如1中直方图的红色在0到255上都有值,但是实际上像素值主要在0到20内。
    max_percentile_pixel, min_percentile_pixel = compute(src, 1, 99)
    # 去掉分位值区间之外的值
    src[src>=max_percentile_pixel] = max_percentile_pixel
    src[src<=min_percentile_pixel] = min_percentile_pixel
	# 将分位值区间拉伸到0到255,这里取了255*0.1与255*0.9是因为可能会出现像素值溢出的情况,所以最好不要设置为0到255。
    out = np.zeros(src.shape, src.dtype)
    cv2.normalize(src, out, 255*0.1,255*0.9,cv2.NORM_MINMAX)
    return out
def get_lightness(src):
	# 计算亮度
    hsv_image = cv2.cvtColor(src, cv2.COLOR_BGR2HSV)
    lightness = hsv_image[:,:,2].mean()
    return  lightness
img = cv2.imread(r"data/test.png")
img = aug(img)
cv2.imwrite('out.png', img)
                    文章结构在这篇文章内,你能了解到以下内容:图像的灰度直方图图像的亮度调整1.图像的直方图一张图像一般由RGB三个通道(红色、绿色、蓝色三个部分)组成。单独对某个通道而言,把一幅图像中每一个像素出现的次数都统计出来,然后把每一个像素出现的次数除以总的像素个数,得到的就是这个像素出现的频率,然后再把该像素出现的频率用图表示出来,就构成了灰度直方图。图像直方图由于其计算代价较小,且具有图...
				
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def imgBrightness(img1, c, b): rows, cols, channels = img1.shape blank = np.zeros([rows, cols, channels], img1.dtype) rst = cv2.addWeighted(img1, c, blank, 1-c, b) return rst img = cv2.imread('D:/Learning/FrNe 彩色图像自适应对比度增强 事实上很多博文都有描叙这个,但都不愿公开完全代码,这里贴上我实现的代码。 首先对算法说明一些,如果直接按公式来,算法的复杂度就是n^2 * N^2 , 其中n为窗口大小,N为图像大小,但是我们可以很容易发现,可以通过已计算前值来计算后面的值,其中 M(x, y) = M(x, y-1) +{ SUM[f(xr)] - SUM[f...
这里用 Python 实现 PS 图像调整中的明度调整: 我们知道,一般的非线性RGB亮度调整只是在原有R、G、B值基础上增加和减少一定量来实现的,而PS的明度调整原理还得从前面那个公式上去找。我们将正向明度调整公式: RGB = RGB + (255 - RGB) * value / 255 RGB = (RGB * (255 - value) + 255 * value) / 255,...
2、代码部分,我们依然使用到上篇文章中介绍的数据批处理模式: from PIL import Image from skimage import exposure, img_as_float, io import os old_path = r"E:\relate_code\frame_resize" # b, g, r = cv2.split(img) # 对每个通道进行处理 b = cv2.adaptiveThreshold(b, 255, cv2.ADAPTIVE_THRESH_MEAN_C, cv2.THRESH_BINARY, kernel_size, delta) g = cv2.adaptiveThreshold(g, 255, cv2.ADAPTIVE_THRESH_MEAN_C, cv2.THRESH_BINARY, kernel_size, delta) r = cv2.adaptiveThreshold(r, 255, cv2.ADAPTIVE_THRESH_MEAN_C, cv2.THRESH_BINARY, kernel_size, delta) # 合并通道 img = cv2.merge([b, g, r]) return img 其中,`cv2.adaptiveThreshold` 函数用于对单通道图像进行自适应阈值处理,`cv2.split` 函数将彩色图像分离为三个通道,`cv2.merge` 函数将处理后的三个通道合并为一张彩色图像。 调用示例: ```python img = cv2.imread('test.jpg') result = adaptive_mean_filter(img) cv2.imshow('original', img) cv2.imshow('result', result) cv2.waitKey() cv2.destroyAllWindows() 其中,`test.jpg` 是待处理的彩色图像