OpenCV-Python调整图像对比度和带文字白纸照片背景漂白方法

Posted 2021-11-02 LaoYuanPython

一、引言

在前面我们介绍了直方图均衡可以调整图像的对比度，那么还有没有其他方式调整对比度呢？答案是肯定的，今天就来招硬核的。

二、对比度调整的硬核方法

这招硬核方法就是参考灰度图像的阈值处理，我们知道灰度图像的阈值处理的基本思想是：

将图像中灰度值大于等于指定阈值的，将其设置为255，小于该值的设置为0。

不过阈值处理得到的是二值图，用于进行对比度增强必须进行调整。可以改成如下：
将图像中灰度值大于等于指定阈值的，将其灰度值设置为原灰度值+x，小于该值的设置为原灰度值-x。其中x为根据对比度调整需要设置的一个固定值。

三、调整的实现

在用数码相机等拍摄白纸的情况，得到的图像并不是真正的白纸，而是带不均匀灰度的浅灰色图片，这种情况需要进行调整才能得到比较合适的背景和前景。下面以一张白纸照片粘贴文字的图片作为处理对象，该图片如下：

下面用OpenCV-Python来实现上述算法：

import numpy as np
import cv2
from opencvPublic import preparePreviewImg,previewImgList,readImgFile

def adjustImgContrast():
    img = readImgFile(r'f:\\pic\\paper.jpg',True)
    bigmask = cv2.compare(img, np.uint8([127]), cv2.CMP_GE)
    smallmask = cv2.bitwise_not(bigmask)

    x = 90
    big = cv2.add(img, x, mask=bigmask)
    small = cv2.subtract(img, x, mask=smallmask)
    res = cv2.add(big, small)
    preparePreviewImg('输入图像：白纸照片', img, fontSize=38, color=(255, 255, 255))
    preparePreviewImg('https://blog.csdn.net/LaoYuanPython', None, fontSize=38, color=(255, 255, 255))
    preparePreviewImg('调整对比度照片', res, fontSize=38, color=(255, 0, 0))
    previewImgList()
    print('\\033[31m老猿Python网址：\\033[34mhttps://blog.csdn.net/LaoYuanPython\\033[0m，同名微信公众号：\\033[34m老猿Python')

上述实现用了compare函数，也可以直接逐个像素处理。
我们来看处理结果：

可以看到处理后的图片效果比原图片效果好了很多，当然可以继续调大x的值得到更好的效果。

以上代码中，opencvPublic是老猿常用的图像处理自定义方法的公用模块，本文使用的自定义公用模块函数preparePreviewImg,previewImgList,readImgFile,cmpMatrix,print2DMatrix，其功能请参考《https://blog.csdn.net/LaoYuanPython/article/details/111351901 OpenCV-Python图形图像处理：自用的一些工具函数功能及调用语法介绍》中的介绍。

四、漂白白纸照片的方法

上面的图片进行了对比度的调整，但得到的背景并不是理想的白纸，背景色的灰度也不一致。下面提供一种这种图片处理变成纯白背景的更好实现方法。

漂白背景色的代码：

import cv2
from opencvPublic import preparePreviewImg,previewImgList,readImgFile

def adjustWhitePaperBG():
    img = readImgFile(r'f:\\pic\\paper.jpg', True)
    kernel1 = cv2.getStructuringElement(cv2.MORPH_ELLIPSE, (5, 5))
    close = cv2.morphologyEx(img, cv2.MORPH_CLOSE, kernel1)
    div = np.float32(img) / (close)
    res = np.uint8(cv2.normalize(div, div, 0, 255, cv2.NORM_MINMAX))
    preparePreviewImg('输入图像：白纸照片', img, fontSize=38, color=(255, 255, 255))
    preparePreviewImg('https://blog.csdn.net/LaoYuanPython', None, fontSize=38, color=(255, 255, 255))
    preparePreviewImg('输出图像：白纸', res, fontSize=38, color=(255, 0, 0))
    previewImgList()
    print('\\033[31m老猿Python网址：\\033[34mhttps://blog.csdn.net/LaoYuanPython\\033[0m，同名微信公众号：\\033[34m老猿Python')
    
adjustWhitePaperBG()

显示的输入、输出图像：

五、小结

本节介绍了一种利用阈值强制调整图像对比度的通用方法以及OpenCV-Python的实现，同时介绍了一个基于带文字的白纸照片对背景色进行漂白的案例，相关方法可以用于图像的增强。

参考资料

https://stackoverflow.com/questions/10549245/how-can-i-adjust-contrast-in-opencv-in-c

更多图像处理的内容请参考专栏《https://blog.csdn.net/laoyuanpython/category_9979286.html OpenCV-Python图形图像处理 》、《https://blog.csdn.net/laoyuanpython/category_10581071.html OpenCV-Python初学者疑难问题集》及《图像处理基础知识》的介绍。

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