opencv调整图像亮度对比度的示例代码


Posted in Python onSeptember 27, 2019

图像处理

图像变换就是找到一个函数,把原始图像矩阵经过函数处理后,转换为目标图像矩阵.

可以分为两种方式,即像素级别的变换和区域级别的变换

  • Point operators (pixel transforms)
  • Neighborhood (area-based) operators

像素级别的变换就相当于\(p_{after}(i,j) = f(p_{before}(i,j))\),即变换后的每个像素值都与变换前的同位置的像素值有个函数映射关系.

对比度和亮度改变

线性变换  

最常用的是线性变换.即\(g(i,j) = \alpha \cdot f(i,j) + \beta\)
f(i,j)是原像素值,g(i,j)是变换后的像素值.
\(\alpha\)调整对比度,\(\beta\)调整亮度.有时也称之为gain和bias参数.

对比度是什么?不就是"亮和暗的区别"吗?也就是像素值的大小的区别.那我乘以一个alpha系数,当alpha很大的时候就是放大了这种亮度值的差异,也就是提高了对比度,当alpha很小时,也就是缩小了亮度的差异,也就是缩小了对比度.

beta就更好理解了,直接在像素的亮度值上加上一个数,正数就是提高亮度,负数降低亮度.

看一下下面代码的示例:

from __future__ import print_function
from builtins import input
import cv2 as cv
import numpy as np
import argparse
# Read image given by user
parser = argparse.ArgumentParser(description='Code for Changing the contrast and brightness of an image! tutorial.')
parser.add_argument('--input', help='Path to input image.', default='lena.jpg')
args = parser.parse_args()
image = cv.imread(cv.samples.findFile(args.input))
if image is None:
  print('Could not open or find the image: ', args.input)
  exit(0)
new_image = np.zeros(image.shape, image.dtype)
alpha = 1.0 # Simple contrast control
beta = 0  # Simple brightness control
# Initialize values
print(' Basic Linear Transforms ')
print('-------------------------')
try:
  alpha = float(input('* Enter the alpha value [1.0-3.0]: '))
  beta = int(input('* Enter the beta value [0-100]: '))
except ValueError:
  print('Error, not a number')
# Do the operation new_image(i,j) = alpha*image(i,j) + beta
# Instead of these 'for' loops we could have used simply:
# new_image = cv.convertScaleAbs(image, alpha=alpha, beta=beta)
# but we wanted to show you how to access the pixels :)
for y in range(image.shape[0]):
  for x in range(image.shape[1]):
    for c in range(image.shape[2]):
      new_image[y,x,c] = np.clip(alpha*image[y,x,c] + beta, 0, 255)
cv.imshow('Original Image', image)
cv.imshow('New Image', new_image)
# Wait until user press some key
cv.waitKey()

提示module 'cv2' has no attribute 'samples'的话要先安装pip install opencv-python==4.0.0.21.

执行:python change_brightness_contrast.py --input ./lights.jpeg

opencv调整图像亮度对比度的示例代码

上图是alpha=2,beta=20的一个效果图.

非线性变换

opencv调整图像亮度对比度的示例代码

线性变换有个问题,如上图,α=1.3 and β=40,提高原图亮度的同时,导致云几乎看不见了.如果要看见云的话,建筑的亮度又不够.

这个时候就引入了非线性变换. 称之为Gamma correction

\(O = \left( \frac{I}{255} \right)^{\gamma} \times 255\)

与线性变换不同,对不同的原始亮度值,其改变强度是不同的,是非线性的.

opencv调整图像亮度对比度的示例代码

在 γ<1的时候,会提高图片亮度.>1时,降低亮度.

opencv调整图像亮度对比度的示例代码

γ=0.4的变换效果图如上.可以看到云层及建筑变亮的同时还保持了对比度让图像依然清晰.

opencv调整图像亮度对比度的示例代码

如果查看不同变换下的灰度直方图的话可以看到.中间是原图的灰度直方图,可以看到低亮度值的像素点很多.
左边是做了线性变换的,整体直方图产生了右移,并且在255处出现峰值.因为每个像素点都增加了亮度嘛.导致了白云和蓝天过于明亮无法区分.

而右边做了gamma校正的图像亮度分布比较均匀,即使得低亮度值的部分得以加强,又不至于过度曝光使得白云无法区分.

实现Gamma correction的代码如下.

lookUpTable = np.empty((1,256), np.uint8)
  for i in range(256):
    lookUpTable[0,i] = np.clip(pow(i / 255.0, gamma) * 255.0, 0, 255)
  res = cv.LUT(img_original, lookUpTable)

其中cv.LUT就是个变换函数.从lookUpTable里找到变换关系,生成新的图像矩阵.https://docs.opencv.org/master/d2/de8/group__core__array.html

参考:https://docs.opencv.org/master/d3/dc1/tutorial_basic_linear_transform.html

总结

以上所述是小编给大家介绍的opencv调整图像亮度对比度的示例代码,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对三水点靠木网站的支持!
如果你觉得本文对你有帮助,欢迎转载,烦请注明出处,谢谢!

Python 相关文章推荐
Python struct.unpack
Sep 06 Python
用Python编写一个简单的FUSE文件系统的教程
Apr 02 Python
Python的ORM框架中SQLAlchemy库的查询操作的教程
Apr 25 Python
详解Python的Django框架中的通用视图
May 04 Python
python类继承用法实例分析
May 27 Python
python实现的守护进程(Daemon)用法实例
Jun 02 Python
详解python如何调用C/C++底层库与互相传值
Aug 10 Python
python爬取淘宝商品销量信息
Nov 16 Python
python框架django项目部署相关知识详解
Nov 04 Python
基于python求两个列表的并集.交集.差集
Feb 10 Python
Anaconda配置pytorch-gpu虚拟环境的图文教程
Apr 16 Python
解决Python Matplotlib绘图数据点位置错乱问题
May 16 Python
详解Django将秒转换为xx天xx时xx分
Sep 27 #Python
pytorch多GPU并行运算的实现
Sep 27 #Python
Python使用matplotlib 模块scatter方法画散点图示例
Sep 27 #Python
python利用openpyxl拆分多个工作表的工作簿的方法
Sep 27 #Python
Python绘制热力图示例
Sep 27 #Python
python将print输出的信息保留到日志文件中
Sep 27 #Python
python线程安全及多进程多线程实现方法详解
Sep 27 #Python
You might like
PHP中exec与system用法区别分析
2014/09/22 PHP
使用PHP实现下载CSS文件中的图片
2015/12/06 PHP
PHP实现上传图片到数据库并显示输出的方法
2018/05/31 PHP
PHP dirname功能及原理实例解析
2020/10/28 PHP
在jQuery中 关于json空对象筛选替换
2013/04/15 Javascript
jQuery对象的length属性用法实例
2014/12/27 Javascript
JavaScript 函数的执行过程
2016/05/09 Javascript
Bootstrap3.0学习教程之JS折叠插件
2016/05/27 Javascript
使用JQuery中的trim()方法去掉前后空格
2016/09/16 Javascript
JS打开摄像头并截图上传示例
2017/02/18 Javascript
Jquery EasyUI $.Parser
2017/06/02 jQuery
在Vue中使用echarts的实例代码(3种图)
2017/07/10 Javascript
webpack 2的react开发配置实例代码
2017/07/28 Javascript
AngularJS日程表案例详解
2017/08/15 Javascript
Vue2.2.0+新特性整理及注意事项
2018/08/22 Javascript
微信小程序webview与h5通过postMessage实现实时通讯的实现
2019/08/20 Javascript
Javascript摸拟自由落体与上抛运动原理与实现方法详解
2020/04/08 Javascript
vue的webcamjs集成方式
2020/11/16 Javascript
[48:18]DOTA2-DPC中国联赛 正赛 RNG vs Dynasty BO3 第二场 1月29日
2021/03/11 DOTA
python实现教务管理系统
2018/03/12 Python
利用python如何在前程无忧高效投递简历
2019/05/07 Python
nginx黑名单和django限速,最简单的防恶意请求方法分享
2019/08/09 Python
Python生成器实现简单&quot;生产者消费者&quot;模型代码实例
2020/03/27 Python
基于OpenCV的路面质量检测的实现
2020/11/04 Python
美国购买体育、音乐会和剧院门票网站:SelectATicket
2019/09/08 全球购物
在C语言中实现抽象数据类型什么方法最好
2014/06/26 面试题
驾驶员岗位职责
2014/01/29 职场文书
市场营销策划方案
2014/06/11 职场文书
投标授权委托书范文
2014/08/02 职场文书
领导班子群众路线与四风问题对照检查材料思想汇报
2014/10/11 职场文书
离退休人员聘用协议书
2014/11/24 职场文书
父亲节寄语大全
2015/02/27 职场文书
学校光盘行动倡议书
2015/04/28 职场文书
经典爱情感言
2015/08/03 职场文书
大学生安全教育主题班会
2015/08/12 职场文书
MySQL范围查询优化的场景实例详解
2022/06/10 MySQL