C++数字图像处理(1)-伽马变换
https://blog.csdn.net/huqiang_823/article/details/80767019
1、算法原理 伽马变换(幂律变换)是常用的灰度变换,是一种简单的图像增强算法。数学公式如下:(1) 式(1)中,r为输入的灰度值,取值范围为[0, 1]。C称为灰度缩放系数,用于整体拉伸图像灰度,通常取值为1。gamma取值灰度输入输出曲线图如下:图(1) gamma曲线图 从图(1)可知:当gamma>1.0时,伽马变换将拉低图像灰度值,图像视觉上变暗;当gamm<1.0时,伽马变换将提高图像的灰度值,图像视觉上变亮。2、算法定义 输入:8位灰度图像。 输出:8位灰度图像。 参数:gamma值、C值。3、算法实现(1)、公式实现//函数名:gammaTransformation//作用:实现灰度变换中的伽马变换//参数://matInput:输入图像//matOutput : 输出图像//fGamma : 伽马值//fC : C值(缩放系数)//返回值:无//注:支持单通道8位灰度图像void gammaTransformation(cv::Mat& matInput, cv::Mat& matOutput, float fGamma, float fC /*= 1.0f*/){ assert(matInput.elemSize() == 1); //构造输出图像 matOutput = cv::Mat::zeros(matInput.rows, matInput.cols, matInput.type()); //循环中尽量避免除法 float fNormalFactor = 1.0f / 255.0f; for (size_t r = 0; r < matInput.rows; r++) { unsigned char* pInput = matInput.data + r * matInput.step[0]; unsigned char* pOutput = matOutput.data + r * matOutput.step[0]; for (size_t c = 0; c < matInput.cols; c++) { //gamma变换 float fOutput = std::pow(pInput[c] * fNormalFactor, fGamma) * fC; //数值溢出判断 fOutput = fOutput > 1.0f ? 1.0f : fOutput; //输出 pOutput[c] = static_cast<unsigned char>(fOutput * 255.0f); } }}(2)、查表加速 几乎所有的灰度变换算法中,都可以使用查表方法进行加速。在【公式实现】中,循环中调用了库函数pow、并进行了一次if判断。这些操作,可以在循环外提提前计算好,循环中查表即可。在嵌入式系统中,查表法使用较多。优化后的代码如下:void gammaTransformation(cv::Mat& matInput, cv::Mat& matOutput, float fGamma, float fC /*= 1.0f*/){ assert(matInput.elemSize() == 1); //构造输出图像 matOutput = cv::Mat::zeros(matInput.rows, matInput.cols, matInput.type()); //循环中尽量避免除法 float fNormalFactor = 1.0f / 255.0f; //构造查询表 std::vector<unsigned char> lookUp(256); for (size_t m = 0; m < lookUp.size(); m++) { //gamma变换 float fOutput = std::pow(m * fNormalFactor, fGamma) * fC; //数值溢出判断 fOutput = fOutput > 1.0f ? 1.0f : fOutput; //输出 lookUp[m] = static_cast<unsigned char>(fOutput * 255.0f); } for (size_t r = 0; r < matInput.rows; r++) { unsigned char* pInput = matInput.data + r * matInput.step[0]; unsigned char* pOutput = matOutput.data + r * matOutput.step[0]; for (size_t c = 0; c < matInput.cols; c++) { //查表gamma变换 pOutput[c] = lookUp[pInput[c]]; } }}(3)、测试结果
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作者:图像大师
来源:CSDN
原文:https://blog.csdn.net/huqiang_823/article/details/80767019
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posted on 2019-01-08 17:48 strangeman 阅读(1869) 评论(0) 编辑 收藏 举报