修改图像的亮度值。阈值

Posted 2023-04-18

【中文标题】修改图像的亮度值。阈值

【英文标题】：Modifying luminance values of image wrt. a threshold

【发布时间】：2015-03-19 15:26:12

【问题描述】：

我想修改彩色图像像素的亮度值。修改规则如下： Assumption: Luminance values are normalised in [0, 1], 1 = White

如果所选像素的亮度值高于阈值（例如 thresh=0.5，像素亮度值 = 0.8），则会将其更改为较低的值（例如 0.3），这样当图像被二值化时，该像素将显示为黑色像素。 同样，如果所选像素的亮度值低于阈值，则会增加亮度，使其二值化为白色。

我已尝试使用 MATLAB 的 rgb2hsv() 和 hsv2rgb() 函数将 RGB 图像转换为 HSV，提取亮度通道，对其进行修改，然后将图像改回 RGB。但结果不是我需要的。

我需要的是：

如果鲜红色像素的亮度降低，它应该变成深红色，因此它会二值化为黑色。 如果白色像素的亮度降低，它应该变成黑色。 如果黑色像素的亮度增加，它应该变成白色。

我有以下问题/疑问：

当我降低白色像素的亮度时，它会变成红色而不是黑色。 是否可以在不修改 HSV 图像的任何其他通道（例如色相/色度）的情况下实现上述目标？ RGB 和 HSV 之间的转换是否无损？ 实现这一目标的理想方法是什么？

【参考方案1】：

嗯，

您的第一个语句是相反的，因此如果同时应用它们将反转图像。我猜你只是指出了你想要采取的两种不同的行动。

关于您的问题：

当我降低白色像素的亮度时，它会变成红色 黑色的。

这不可能发生。你在这里犯了一些错误。如果您只是修改亮度，那么颜色不会改变（从白色变为红色）。

不修改是否可以实现上述目标 HSV 图像的任何其他通道，例如色相/色度？

这是唯一正确的方法。请勿修改其他频道。

RGB和HSV之间的转换是否无损？

它已经足够无损了。如果您应用以下命令，结果将处于数值稳定的边缘：

im2 = hsv2rgb(rgb2hsv(im));
im=im2double(im);
sum(im2(:)-im(:))

ans =

   6.9403e-14

实现这一目标的理想方法是什么？

如果您没有任何具体理由不相信，这种方法就足够了。

【讨论】：

不应该是sum(im2(:) - im(:))而不是im4吗？

【参考方案2】：

您只是使用了错误的色彩空间。查看wikipedia article关于HSV和HSL的信息，尤其是右边的比较图。使用 V=1，您可以获得任何“纯”颜色。当您谈论亮度时，您可能应该采用 HSL 的亮度通道。 rgb2hls 在 matlab 文件交换中可用。

见 1，使用 HSL 然后你必须改变 L 通道

当您要更改为黑白时，您可以在 HSL 图像中检测要修改的像素，并在 RGB 图像中设置像素。 RGB、HSV 和 HSL 的色彩空间匹配您只有精度误差。使用标准化颜色 (0,1) 和双精度值时，这些错误很小。

【讨论】：

我使用了这个 rgb2hsl 函数来完成工作，但它非常有损 (sum(im2(:) - im(:)) = 0.1598)。我的形象越来越扭曲。有什么资源可以编写更有效的色彩空间转换方法吗？

我无法重现1e-4 以上的错误。你能提供一个示例图片吗？

由于某种原因，hsl2rgb 和 rgb2hsl 两个函数都会对倒数第二行中的值进行舍入。删除这两行，然后我在1e-15下方得到一个绝对错误@

是的，删除舍入语句将我的错误减少到 1e-12。应该够好了。

是否不能仅在 RGB 颜色空间中执行此操作，而不转换为 HSL？ Y = 0.3R + 0.5G + 0.12B 给了我亮度，但是如何修改单个 RGB 分量以改变亮度？与here 中提到的数字> 1 和< 1 相乘并不能达到我想要的效果，因为我的理论模型将亮度处理在[0, 1] 范围内。我应该如何计算乘数？