C++opencv改变图片对比度和亮度convertTo()

清疚 2022-12-29 06:55 159阅读 0赞

改变图片的对比度和亮度可直接使用opencv库中的像素转换函数convertTo()。

Mat imgProc(Mat myImg,float contrast, int brightness)
    {
        
        Mat imgSrc = myImg;
        Mat imgDst = Mat::zeros (imgSrc.size(),imgSrc.type ());//生成零像素矩阵
        imgSrc.convertTo (imgDst,-1,contrast,brightness);
        return imgDst;
    }

函数原型：

void convertTo( OutputArray m, int rtype, double alpha=1, double beta=0 ) const;

> @brief Converts an array to another data type with optional scaling.
> 
> The method converts source pixel values to the target data type. saturate\_cast\\<\\> is applied at  
> the end to avoid possible overflows:
> 
> \\f\[m(x,y) = saturate \\\_ cast<rType>( \\alpha (\*this)(x,y) + \\beta )\\f\]  
> @param m output matrix; if it does not have a proper size or type before the operation, it is  
> reallocated. **m为输出的矩阵**  
> @param rtype desired output matrix type or, rather, the depth since the number of channels are the  
> same as the input has; if rtype is negative, the output matrix will have the same type as the input.**为负数时，输入输出为相同类型**  
> @param alpha optional scale factor.**增益参数，控制图片对比度**  
> @param beta optional delta added to the scaled values.**β是偏置参数，控制图片亮度**

convertTo(imgDst, -1, con, bri);OpenCV增强图像使用的是点算子，即用常数对每个像素点执行乘法和加法的复合运算，公式如下：

![20201221111142161.png][]

式中，f (i, j)代表一个原图像像素点；a是增益参数，控制图像对比度；b是偏置参数，控制图片亮度；而g (i, j)则表示经处理后的对应像素点。

知道了原理之后可以将convertTo()改成自己的实现方法：

Mat imgProc(Mat myImg,float contrast, int brightness)
    {
        
        Mat imgSrc = myImg;
        Mat imgDst = Mat::zeros (imgSrc.size(),imgSrc.type ());//生成零像素矩阵
       //执行运算 imgDst(i,j) = contrast * imgSrc(i,j) + brightness;
        for(int i=0; i<imgSrc.rows; i++)
        {
            for(int j=0; j<imgSrc.cols; j++)
            {
                for(int c=0; c<3; c++)
                {
                    imgDst.at<Vec3b>(i,j)[c] = saturate_cast<uchar>(contrast *(imgSrc.at<Vec3b>(i,j)[c] +brightness));
                }
            }
        }
        return imgDst;
    }

**imgDst.at<Vec3b>(i,j)\[c\]：**

**为了能够直接访问图片中的每个像素，我们使用 imgDst.at<Vec3b>(i,j)\[c\]，其中i表示像素所在的行，j表示像素所在的列，c是RGB标准像素三个彩色通道之一。由于算法的结果可能超出像素标准的取值范围，也可能是非整数，所以要使用saturate\_cast对结果进行一次转换，以确保它为有效值。**

注释：

**saturate\_cast<uchar>主要是为了防止颜色溢出操作，**在图像处理方面，无论是加是减，乘除，都会超出一个像素灰度值的范围（0～255），saturate\_cast函数的作用即是：当运算完之后，结果为负，则转为0，结果超出255，则为255。

原理大致如下
    if(data<0) 
            data=0; 
    elseif(data>255) 
        data=255;

[20201221111142161.png]: /images/20221120/093d59d2e48946d4acc6a7dd7e187e32.png