在不改变颜色的情况下改变图像亮度答案

【问题标题】：Alter image luminance without changing colors在不改变颜色的情况下改变图像亮度
【发布时间】：2016-08-20 15:16:59
【问题描述】：

我对均衡彩色图像感兴趣。我正在做的是从 RGB 图像开始，并根据this 文章将其转换为 YIQ 值。之后，我可以通过考虑 Y 给出的亮度级别来获得图像的灰度版本。将算法应用于该灰度图像，我可以获得或多或少均衡的版本原始灰度版本图片。我想生成一个新的 RGB 图像，它保留原始图像的颜色并校正亮度值，以获得原始图像的亮度均衡 RGB 版本。

首先，我尝试将 YIQ 值转换回 RGB，但考虑为 Y 均衡后的修改值。通过这种方法，我得到了 [0,1] 中的 RGB 值。

由于第一种方法行不通，我尝试以相对成功的方式执行以下操作。对于每个像素，如果 Y' 是均衡后的亮度级别，Y 是原始亮度值，我考虑由 R' = (Y'/Y) R, G' = (Y'/Y) G 和B' = (Y'/Y) B。也就是说，我在RGB分量的分布中升级了亮度级别保持比例。

即使第二种方法有效，但我的问题是原始图像中的某些颜色在均衡后看起来不同。根据原始图像，这种效果或多或少是可感知的。我的问题是，有什么好的保色方法可以将原始 RGB 图像转换为亮度值已校正的新图像？

请注意，在第二种方法中（顺便说一句，唯一有效的方法），我必须将公式中的 (Y'/Y) 替换为 (Y'/Y) 和最大值之间的最小值 (1/ R)、(1/G) 和 (1/B)，所以我在任何组件中都没有超过 1。当然，这是另一个缺点，因为对于某些像素，我无法在灰度均衡步骤中计算出亮度级别。

【问题讨论】：

我没有完全理解为什么第一种方法不起作用？均衡后的 Y 值介于 [0,1] 之间，并且在将新 Y 与旧 I 和 Q 一起使用后，您得到的 RGB 值大于 1？
@AmitayNachmani 是，或低于零。但如果你仔细想想，它确实是有道理的。这三个值 RGB 用于计算每个 YIQ 值。如果您修改 Y 以获得 Y'，您将能够返回到有效的 RGB 坐标，只要这个新值 Y' 使得 Y'IQ 可以由一些有效的 RGB 坐标生成。
是的，你是对的，我的错。

标签： image-processing

【解决方案1】：

您没有提及您的操作系统、您的软件环境，也没有提供任何图像，所以我建议在命令行中使用 ImageMagick 的选项。它安装在大多数 Linux 发行版上，也可用于带有 Python、PHP、Perl、Java、C/C++ 绑定的 OSX 和 Windows。

所以，我想你想要这样的东西：

convert input.jpg -colorspace YIQ -channel R -equalize +channel -colorspace RGB result.jpg

也就是说... “将图像input.jpg 转换为 YIQ 颜色空间，然后仅在第一个通道（此处为 Y 通道的 R 通道）上运行，均衡该通道。现在恢复使用所有 3 个通道并继续返回 RGB 色彩空间并保存为 result.jpg"。

【讨论】：

我在 Fedora 上使用 Python 和 SciPy。我非常感谢您的回答，事实上，我将使用它与我的算法获得的结果进行比较。但是，我必须自己做，了解转换中发生了什么。我只需要一些聪明的方法来返回，同时保持相同的 rgb 相对水平或类似的东西。

【解决方案2】：

您可以从当前范围到 [0,1] 范围进行线性变换。现在让我们说从 Y'IQ 转换回来后的绿色通道是 [gMin,gMax] 然后使用以下线性映射将所有值映射回 [0,1] 范围（基于此答案answer）：

NewValue = ((OldValue - gMin) / (gMax - gMin))

对所有通道 R、G、B 执行此操作。

【讨论】：