如何将 rgb 图像转换为 cmyk？

Question

我想将 rgb 图像转换为 cmyk。这是我的代码，第一个问题是，当我将每个像素除以 255 时，值接近于零，因此结果图像近似为黑色！ 第二个问题是，我不知道如何将 1 通道结果图像转换为 4 通道。 当然，我不确定以下代码中制作的 CMYK 是否正确。 感谢您的关注

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import cv2
import numpy as np
import time

img = cv2.imread('image/dr_trump.jpg')

B = img[:, :, 0]
G = img[:, :, 1]
R = img[:, :, 2]

B_ = np.copy(B) 
G_ = np.copy(G)
R_ = np.copy(R)

K = np.zeros_like(B) 
C = np.zeros_like(B) 
M = np.zeros_like(B) 
Y = np.zeros_like(B) 

ts = time.time()

for i in range(B.shape[0]):
    for j in range(B.shape[1]):
        B_[i, j] = B[i, j]/255
        G_[i, j] = G[i, j]/255
        R_[i, j] = R[i, j]/255

        K[i, j] = 1 - max(B_[i, j], G_[i, j], R_[i, j])
        if (B_[i, j] == 0) and (G_[i, j] == 0) and (R_[i, j] == 0):
        # black
              C[i, j] = 0
              M[i, j] = 0  
              Y[i, j] = 0
        else:

            C[i, j] = (1 - R_[i, j] - K[i, j])/float((1 - K[i, j]))
            M[i, j] = (1 - G_[i, j] - K[i, j])/float((1 - K[i, j]))
            Y[i, j] = (1 - B_[i, j] - K[i, j])/float((1 - K[i, j]))


CMYK = C + M + Y + K 

t = (time.time() -ts)
print("Loop: {:} ms".format(t*1000))


cv2.imshow('CMYK by loop',CMYK)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

Answer 1

你可以让 PIL/Pillow 像这样为你做：

from PIL import Image

# Open image, convert to CMYK and save as TIF
Image.open('drtrump.jpg').convert('CMYK').save('result.tif')

如果我使用IPython，我可以像这样以 13 毫秒的时间加载、转换和保存它toto：

%timeit Image.open('drtrump.jpg').convert('CMYK').save('PIL.tif')
13.6 ms ± 627 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100 loops each)

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如果您想自己实现公式，最好使用 vectorised Numpy 而不是 for 循环。这需要 35 毫秒。

#!/usr/bin/env python3

import cv2
import numpy as np

# Load image
bgr = cv2.imread('drtrump.jpg')

# Make float and divide by 255 to give BGRdash
bgrdash = bgr.astype(np.float)/255.

# Calculate K as (1 - whatever is biggest out of Rdash, Gdash, Bdash)
K = 1 - np.max(bgrdash, axis=2)

# Calculate C
C = (1-bgrdash[...,2] - K)/(1-K)

# Calculate M
M = (1-bgrdash[...,1] - K)/(1-K)

# Calculate Y
Y = (1-bgrdash[...,0] - K)/(1-K)

# Combine 4 channels into single image and re-scale back up to uint8
CMYK = (np.dstack((C,M,Y,K)) * 255).astype(np.uint8)

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如果你想检查你的结果，你需要注意一些事情。并非所有图像格式都可以保存 CMYK，这就是我保存为 TIFF 的原因。其次，您的公式将所有值保留为 0..1 范围内的浮点数，因此您可能希望通过乘以 255 并转换为 uint8 来扩大规模。

最后，您只需在终端中使用 ImageMagick 即可确定正确的结果：

magick drtrump.jpg -colorspace CMYK result.tif

Answer 2

你不需要CMYK = C + M + Y + K。

我不知道如何将 1 通道结果图像转换为 4 通道。

对于ndim 数组，您可以使用numpy.dstack。文档link。

编辑

不正确的结果是由于int除法造成的。 您需要执行浮点除法。实现此目的的一种方法是将数组B、G 和R 转换为float

B = img[:, :, 0].astype(float) # float conversion, maybe we can do better. But this results in correct answer
G = img[:, :, 1].astype(float) #
R = img[:, :, 2].astype(float) #