[英]convert BGR to Lab without OpenCV
在色彩空間上經驗很少的情況下,我使用以下代碼將BGR圖像(每個通道的范圍從0到255的無符號字符數組)轉換為實驗室色彩空間:
double F(double input) // function f(...), which is used for defining L, a and b changes within [4/29,1]
{
if (input > 0.008856)
return (pow(input, 0.333333333)); // maximum 1
else
return ((841/108)*input + 4/29); //841/108 = 29*29/36*16
}
// RGB to XYZ
void RGBtoXYZ(uchar R, uchar G, uchar B, double &X, double &Y, double &Z)
{
// RGB Working Space: sRGB
// Reference White: D65
X = 0.412453*R + 0.357580*G + 0.189423*B; // maximum value = 0.959456 * 255 = 244.66128
Y = 0.212671*R + 0.715160*G + 0.072169*B; // maximum value = 1 * 255 = 255
Z = 0.019334*R + 0.119193*G + 0.950227*B; // maximum value = 1.088754 * 255 = 277.63227
}
// XYZ to CIELab
void XYZtoLab(double X, double Y, double Z, double &L, double &a, double &b)
{
const double Xo = 244.66128; // reference white
const double Yo = 255.0;
const double Zo = 277.63227;
L = 116 * F(Y / Yo) - 16; // maximum L = 100
a = 500 * (F(X / Xo) - F(Y / Yo)); // maximum
b = 200 * (F(Y / Yo) - F(Z / Zo));
}
// RGB to CIELab
void RGBtoLab(double R, double G, double B, double &L, double &a, double &b)
{
double X, Y, Z;
RGBtoXYZ(R, G, B, X, Y, Z);
XYZtoLab(X, Y, Z, L, a, b);
}
我已使用以下代碼將生成的實驗室圖像重新轉換為BGR(使用cvtcolor)以使用OpenCV進行顯示(我不想使用OpenCV進行轉換,我只是使用它來顯示結果。基本上,我想要了解色彩空間轉換的工作原理):
// Lchannel, Achannel, Bchannel are arrays of type double
cv::Mat temp64bitL(height, width, CV_64FC1, Lchannel);
cv::Mat temp32bitL;
temp64bitL.convertTo(temp32bitL, CV_32F);
cv::Mat temp64bitA(height, width, CV_64FC1, Achannel);
cv::Mat temp32bitA;
temp64bitA.convertTo(temp32bitA, CV_32F);
cv::Mat temp64bitB(height, width, CV_64FC1, Bchannel);
cv::Mat temp32bitB;
temp64bitB.convertTo(temp32bitB, CV_32F);
cv::Mat chan[3] = {
temp32bitL, temp32bitA, temp32bitB
};
cv::Mat merged;
cv::merge(chan, 3, merged);
cv::Mat BGRImage;
cv::cvtColor(merged, BGRImage, CV_Lab2BGR, 3);
您的代碼在double F(double input)
有一個錯誤。 由於您具有整數除法,因此無法正常工作。 您可能願意將功能更改為類似於以下內容。 請注意double
以使除法在浮點域中起作用,並使用cbrt
而不是pow
。
#include <cmath>
double F(double input) // function f(...), which is used for defining L, a and b
// changes within [4/29,1]
{
if (input > 0.008856)
return std::cbrt(input); // maximum 1 --- prefer cbrt to pow for cubic root
else
return ((double(841) / 108) * input +
double(4) / 29); // 841/108 = 29*29/36*16
}
然后,另一個問題可能是您用於XYZ空間的參考值。 我們有以下參考值,來自D65 / CIE-1931:
double Xo = 95.047;
double Yo = 100;
double Zo = 108.883;
然后,我們的RGBtoXYZ
轉換工作如下:
template <class float_t> struct Convert<XYZ<float_t>> {
template <class real_t> static XYZ<float_t> from(const RGB<real_t> &rhs) {
// Assume RGB has the type invariance satisfied, i.e., channels \in [0,255]
float_t var_R = float_t(rhs.comp1()) / 255;
float_t var_G = float_t(rhs.comp2()) / 255;
float_t var_B = float_t(rhs.comp3()) / 255;
var_R = (var_R > 0.04045) ? std::pow((var_R + 0.055) / 1.055, 2.4)
: var_R / 12.92;
var_G = (var_G > 0.04045) ? std::pow((var_G + 0.055) / 1.055, 2.4)
: var_G / 12.92;
var_B = (var_B > 0.04045) ? std::pow((var_B + 0.055) / 1.055, 2.4)
: var_B / 12.92;
var_R *= 100;
var_G *= 100;
var_B *= 100;
return XYZ<float_t>{var_R * float_t(0.4124) + var_G * float_t(0.3576) +
var_B * float_t(0.1805),
var_R * float_t(0.2126) + var_G * float_t(0.7152) +
var_B * float_t(0.0722),
var_R * float_t(0.0193) + var_G * float_t(0.1192) +
var_B * float_t(0.9505)};
}
};
如注釋中所述,假定RGB
的通道在有效范圍內。 然后,除了cbrt
和參考值更改外,我們擁有的XYZtoLAB
函數相同。
編輯。 以上數字是從EasyRGB的“數學”頁面獲得的 。 您可以在頁面上找到從sRGB到XYZ的轉換以及從XYZ到Lab的轉換,以及XYZ參考值表。 我們使用的是“日光,sRGB,Adobe RGB”的設置。
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