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
简单介绍Python中的struct模块
Apr 28 Python
python中self原理实例分析
Apr 30 Python
Python类定义和类继承详解
May 08 Python
Python找出9个连续的空闲端口
Feb 01 Python
详解Python 数据库 (sqlite3)应用
Dec 07 Python
Python探索之创建二叉树
Oct 25 Python
python分布式环境下的限流器的示例
Oct 26 Python
详解python算法之冒泡排序
Mar 05 Python
Python对HTML转义字符进行反转义的实现方法
Apr 28 Python
在pycharm下设置自己的个性模版方法
Jul 15 Python
Python英文文章词频统计(14份剑桥真题词频统计)
Oct 13 Python
Python 3 使用Pillow生成漂亮的分形树图片
Dec 24 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
咖啡豆分级制度 咖啡豆等级分类 咖啡豆是按口感分类的吗?
2021/03/05 新手入门
php array_slice函数的使用以及参数详解
2008/08/30 PHP
PHP Memcached + APC + 文件缓存封装实现代码
2010/03/11 PHP
PHP中实现crontab代码分享
2015/03/26 PHP
thinkphp3.2.3 分页代码分享
2016/07/28 PHP
PHP实现字母数字混合验证码功能
2019/07/11 PHP
javascript与cookie 的问题详解
2013/11/11 Javascript
使用简洁的jQuery方法实现隔行换色功能
2014/01/02 Javascript
JS完整获取IE浏览器信息包括类型、版本、语言等等
2014/05/22 Javascript
js实现获取当前时间是本月第几周的方法
2015/08/11 Javascript
WordPress 单页面上一页下一页的实现方法【附代码】
2016/03/10 Javascript
jQuery 选择符详细介绍及整理
2016/12/02 Javascript
微信小程序实战之运维小项目
2017/01/17 Javascript
jquery网页加载进度条的实现
2017/06/01 jQuery
原生JS封装animate运动框架的实例
2017/10/12 Javascript
React Native自定义控件底部抽屉菜单的示例
2018/02/08 Javascript
解决Vue不能检测数组或对象变动的问题
2018/02/24 Javascript
JS简单判断是否在微信浏览器打开的方法示例
2019/01/08 Javascript
vue.js自定义组件实现v-model双向数据绑定的示例代码
2020/01/08 Javascript
Vue 实现对quill-editor组件中的工具栏添加title
2020/08/03 Javascript
python监控键盘输入实例代码
2018/02/09 Python
python 图像平移和旋转的实例
2019/01/10 Python
Python 正则表达式爬虫使用案例解析
2019/09/23 Python
python系列 文件操作的代码
2019/10/06 Python
使用Python爬虫库requests发送表单数据和JSON数据
2020/01/25 Python
HTML5不支持标签和新增标签详解
2016/06/27 HTML / CSS
全球游戏Keys和卡片市场:GamesDeal
2018/03/28 全球购物
阿根廷票务网站:StubHub阿根廷
2018/04/13 全球购物
学生党员思想汇报范文
2014/01/09 职场文书
基层党组织整改方案
2014/10/25 职场文书
2014年教研组工作总结
2014/11/26 职场文书
护士实习自荐信
2015/03/06 职场文书
朋友离别感言
2015/08/04 职场文书
学生会部长竞选稿
2015/11/19 职场文书
工作自我评价范文
2019/03/21 职场文书
MySQL生成千万测试数据以及遇到的问题
2022/08/05 MySQL