OpenCV成长之路(3):模仿PhotoShop中魔术棒工具
转自:http://blog.csdn.net/cv_ronny/article/details/17438131
模仿PhotoShop中魔术棒工具
本文的主题实际上是图像的颜色空间的转换,借助一个颜色选取程序来说明OpenCV中颜色转换函数的用法以及一些注意事项。
一、几种常见的颜色空间:
RGB颜色空间:RGB采用加法混色法,因为它是描述各种“光”通过何种比例来产生颜色。光线从暗黑开始不断叠加 产生颜色。RGB描述的是红绿蓝三色光的数值。数字图像存储方面一般都是用RGB模式,值得注意的是OpenCV里三通道的存储顺序是BGR。
HSV,HSI:这两个颜色格式都是根据人眼对颜色的区分来定义的格式,其中H(hue)表示色相,S(saturation)表示饱和度,V(value)表示明度,I(intensity)代表了亮度。
Lab空间:模型中均匀改变对应于在感知颜色中的均匀改变,所以我们可以把Lab想像为颜色空间中的一个点,相邻的点靠的越近说明两者的颜色越接近,所以Lab空间常用来度量两个颜色的相似性。
更多颜色空间的知识可以参考:http://en.wikipedia.org/wiki/Color_space
二、OpenCV中的颜色空间转换
OpenCV里通过cvtColor函数来完成图片的颜色转换,cvtColor是在opencv2/imgproc/imgproc.hpp头文件中定义的,它的C++接口如下:
void cvtColor(InputArray src, OutputArraydst, int code, int dstCn=0 )
src:输入图像。
dst:输出图像。
code:颜色转换类型,比如:CV_BGR2Lab,CV_BGR2HSV,CV_HSV2BGR,CV_BGR2RGB。
dstCn:输出图像的通道号,如果默认为0,则表示按输入图像的通道数。
把image图像由BGR转换为Lab:cvtColor(image,image,CV_BGR2Lab)
三、简单的魔术棒程序
首先我们定义一个colorDetect类:
- class colorDetect{
- private:
- int minDist; //minium acceptable distance
- Vec3b target;//target color;
- Mat result; //the result
- public:
- colorDetect();
- void SetMinDistance(int dist);
- void SetTargetColor(uchar red,uchar green,uchar blue);
- void SetTargetColor(Vec3b color); //set the target color
- Mat process(const Mat& image); //main process
- };
其中的minDist是我们定义的阈值用于限定两种颜色之间的距离,相当于PhotoShop中魔术棒工具的阈值。
target是目标颜色,相当于种子颜色。result是存储处理得到的结果。
process是主要的处理程序,下面我们来看process的内容。
- Mat colorDetect::process(const Mat& image)
- {
- Mat ImageLab=image.clone();
- result.create(image.rows,image.cols,CV_8U);
- //将image转换为Lab格式存储在ImageLab中
- cvtColor(image,ImageLab,CV_BGR2Lab);
- //将目标颜色由BGR转换为Lab
- Mat temp(1,1,CV_8UC3);
- temp.at<Vec3b>(0,0)=target;//创建了一张1*1的临时图像并用目标颜色填充
- cvtColor(temp,temp,CV_BGR2Lab);
- target=temp.at<Vec3b>(0,0);//再从临时图像的Lab格式中取出目标颜色
- // 创建处理用的迭代器
- Mat_<Vec3b>::iterator it=ImageLab.begin<Vec3b>();
- Mat_<Vec3b>::iterator itend=ImageLab.end<Vec3b>();
- Mat_<uchar>::iterator itout=result.begin<uchar>();
- while(it!=itend)
- {
- //两个颜色值之间距离的计算
- int dist=static_cast<int>(norm<int,3>(Vec3i((*it)[0]-target[0],
- (*it)[1]-target[1],(*it)[2]-target[2])));
- if(dist<minDist)
- (*itout)=255;
- else
- (*itout)=0;
- it++;
- itout++;
- }
- return result;
- }
程序中有2点需要特别注意:
1,在将图像转换为Lab空间后,目标颜色也需要进行转换,做法是创建了一个临时图像。
2,判断两个颜色之间的距离运算了norm函数,它的运算是norm<typename,dim>(v)。其中v是一个dim维的向量。程序中是一个三维的适量,是两个颜色值两减后的结果。
那值得思考的是能不能把Vec3i((*it)[0]-target[0],(*it)[1]-target[1],(*it)[2]-target[2])替换为Vec3i((*it)-target)呢?答案是否的,因为(*it)-target在实际运算过程中会自动的把相减的结果进行类型限制。
我们对目标颜色和阈值进行这样的设置后可以得到一个示例的效果:
cdet.SetTargetColor(150,150,150);
cdet.SetMinDistance(50);
自己写的测试程序如下:
// learn_opencv3.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//#include "stdafx.h"
#include "opencv2/core/core.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{cv::Mat image(240, 320, CV_8UC3);cv::Mat image_gray;image_gray.create(image.size(), image.type());image = cv::imread("1.png");cv::cvtColor(image, image_gray, CV_BGR2GRAY);imshow("gray",image);imshow("color", image_gray);cv::waitKey(10000);return 0;
}
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