MATLAB | sRGB图像的灰度转换算法

列举了几种常见的灰度转换算法，通过计算结构相似性参数评价不同转换方式所得到灰度图片之间的相似性，并绘制了不同灰度图片之间的差异。

% gray_convert.m
% sRGB图像转换为灰阶图
Rr = 0.212655;
Rg = 0.715158;
Rb = 0.072187;img_src = imread('airballoon.jpg');
subplot(2,2,1)
imshow(img_src)
title('Original Image')img_gray_1 = rgb2gray(img_src);
subplot(2,2,2)
imshow(img_gray_1)
title('Gray Image One')
%{
[M, N] = size(img_gray);
for m = 1:Mfor n = 1:Nimg_gray(m,n) = Rr*img_src(m,n,1)+Rg*img_src(m,n,2)+Rb*img_src(m,n,3);end
end
%}
img_gray_2 = Rr*img_src(:,:,1)+Rg*img_src(:,:,2)+Rb*img_src(:,:,3);
subplot(2,2,3)
imshow(img_gray_2)
title('Gray Image Two')%{
for m = 1:Mfor n = 1:NR = inv_gam_sRGB(img_src(m,n,1));G = inv_gam_sRGB(img_src(m,n,2));B = inv_gam_sRGB(img_src(m,n,3));img_gray(m,n) = gam_sRGB(Rr*R+Rg*G+Rb*B);end
end
%}
R = inv_gam_sRGB(img_src(:,:,1));
G = inv_gam_sRGB(img_src(:,:,2));
B = inv_gam_sRGB(img_src(:,:,3));
img_gray_3 = gam_sRGB(Rr*R+Rg*G+Rb*B);
subplot(2,2,4)
imshow(img_gray_3)
title('Gray Image Three')% 通过结构相似性参数判断不同转换方式所得到的图片差别
[ssimval, ssimmap] = ssim(img_gray_2,img_gray_1);
fprintf('The SSIM value is %0.4f.\n',ssimval);
figure
subplot(3,1,1)
imshow(ssimmap,[]);
title(sprintf('ssim Index Map - Mean ssim Value is %0.4f',ssimval));[ssimval, ssimmap] = ssim(img_gray_3,img_gray_1);
fprintf('The SSIM value is %0.4f.\n',ssimval);
subplot(3,1,2)
imshow(ssimmap,[]);
title(sprintf('ssim Index Map - Mean ssim Value is %0.4f',ssimval));[ssimval, ssimmap] = ssim(img_gray_3,img_gray_2);
fprintf('The SSIM value is %0.4f.\n',ssimval);
subplot(3,1,3)
imshow(ssimmap,[]);
title(sprintf('ssim Index Map - Mean ssim Value is %0.4f',ssimval));

下面是用到的两个自定义函数文件：

% inv_gam_sRGB.m
% Inverse of sRGB "gamma" function. (approx 2.2)
function y = inv_gam_sRGB(val)var = double(val);c = var./255.0;if ( c <= 0.04045 )y = c./12.92;else y = ((c+0.055).*1.0/1.055).^(12/5);end
end

% gam_sRGB.m
% sRGB "gamma" function (approx 2.2)
function y = gam_sRGB(v)if(v<=0.0031308)v = v.* 12.92;else v = 1.055*v.^(1.0/2.4)-0.055;endy = uint8(v.*255+0.5); % This is correct in C++. Other languages may not require +0.5
end

转换结果如下：

直观上，几种转换算法得到的灰阶图像有什么不同，通过计算SSIM值还是还出有不小差别的。

如要了解更多详细信息，可点击这里查看，讨论里面有详细的理论、算法以及实现。
【参考链接】

https://stackoverflow.com/questions/596216/formula-to-determine-brightness-of-rgb-color

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