OpenCV - 颜色校正答案

【问题标题】：OpenCV - Color correctionOpenCV - 颜色校正
【发布时间】：2012-09-02 19:50:27
【问题描述】：

使用 OpenCV。

我有一个 RGB 图像，每个值都是一个浮点数。我还有一个标准的颜色校正矩阵 3x4。

在图像上“应用”这个矩阵的最快方法是什么？

如果你不懂色彩校正……这是一个简单的矩阵运算。

如果图像看起来像这样（每个像素是 3 个浮点数）：

R G B
R G B
R G B
R G B
R G B
.
.
.

然后我想执行以下操作：

1 R G B     [ A1, A2, A3 ] 
1 R G B     [ R1, R2, R3 ]
1 R G B  *  [ G1, G2, G3 ]
1 R G B     [ B1, B2, B3 ]
1 R G B
.
.
.

3x4 矩阵中的所有值都是常数。

谢谢。

【问题讨论】：

我不明白。你有一个 rgb 并且你想要一个 rgba 回来吗？还是您希望矩阵将其视为 rgba 并具有 rgb 结果的 rgb？通常，变换（我认为）会给你最快的乘法，因为它是优化的。甚至不得不增加开销来转换颜色 CV_BGR2RGBA（加上将 1.0 复制到新的 alpha），它仍然可能比手写矢量化代码以外的任何东西都快。
'A' 不是 Alpha 通道，只是一个要乘以 1 的 const 以便添加

标签： opencv emgucv

【解决方案1】：

乘以颜色校正矩阵的rgb部分：

transform(imageIn,imageOut,M3x3);

然后加入A通道校正：

add(imageOut,Scalar(A1,A2,A3),imageOut);

在opencv2refman 阅读有关转换的信息这意味着您可以使用

transfrom(imageIn,imageOut,M4X3);

一步即可获得相同的结果（它确实 dst(I) = mtx · [src(I);1]，非常有帮助），避免了添加 A 组件。对不起，如果那应该是 M3X4。当谈到矩阵数学，行与列，哪个是第一位的时，我非常有阅读障碍。

【讨论】：

感谢您的回答，您能否解释一下这是如何完成的，因为我不熟悉转换（这是 CvMul 吗？）。我正在使用 Image 对象，是否需要在执行此操作之前对其进行整形？
我怀疑 cv::transform 可能是一个很好的“你读过所有文档了吗？”作业问题，因为它（对我而言）隐藏在 opencv2refman 中的一堆 RNG 和 SVD 描述下方。我又回去读了一遍，嘿，小心！它应该完全符合您的要求，使用 4X3 矩阵。
@Gilad 有关如何将图像放入 Mat 的详细信息超出了您的问题范围，并且对于 openCV 非常基本。您应该接受这个答案，因为这是将颜色校正矩阵应用于 openCV 中的图像的最快方法。

【解决方案2】：

如果您确定矩阵中的值以 RGB 格式存储（默认情况下 OpenCV 在 BGR 模式下读取它们），您可以继续进行简单的矩阵乘法运算。您只需要创建包含您指定的 RGB 值的正确矩阵，即 1,R,G,B 1,R,G,B, ...，原始图像中每个像素1行

你可以这样做（在 C++ 中）

// say img is your original RGB matrix, transform is your transformation matrix

std::vector<cv::Mat> channels;
// this extracts the R,G and B channels in single matrices
cv::split(img, channels);
// create a matrix on ones in floating point
cv::Mat oneMat = cv::Mat::ones(img.size(), CV_32F);
oneMat.push_front(channels);
// now channels is a vector containing 4 matrices of the same dimension as img
// you want to group those matrix into 1 single matrix of same dimension and 4 channels
// 1, R, G, B
cv::Mat rgbOne;
cv::merge(channels, rgbOne);
// Transform the row by col, 4 channel matrix rgbOne into a row*col, 4, single channel matrix prior to multiplication
cv::Mat reshaped = rgbOne.reshape(1, rgbOne.rows*rgbOne.cols);
// reshape is very fast as no allocation is required, check documentation

// now simply do the matrix multiplication
cv::Mat colorCorrectedImage = reshaped*transform;

// get back colorCorrectedImage to it's original dimensions
cv::Mat colorCoorectedReshaped = colorCorrectedImage.reshape(4, rgbOne.rows);
// note that you still have the extra channel of ones
// you can use split and merge functions as above to get rid of it and get your proper RGB image

【讨论】：

谢谢。似乎有很多关于重新排列数据的操作，所以我觉得它的工作速度会很慢，但我会测试一下。
最长的运算应该是矩阵乘法，其他大部分运算应该很快。重塑是 O(1)，拆分和合并涉及将值从一个数组复制到另一个数组，但这非常快。您必须检查数学，但 Bobbi 的答案也可以完成这项工作，并且应该更快，因为它直接对数据进行操作而无需修改它。这是两行代码！以前从未使用过变换功能，但一定会记住它。