RGB 到单色转换答案

【问题标题】：RGB to monochrome conversionRGB 到单色转换
【发布时间】：2008-08-18 08:27:32
【问题描述】：

如何将像素的 RGB 值转换为单个单色值？

【问题讨论】：

我认为你的意思是灰度。单色意味着图像是一种色调，并且仍然是彩色的。

【解决方案1】：

我在Color FAQ 中找到了一种可能的解决方案。 亮度分量 Y（来自 CIE XYZ 系统）在一个通道中捕捉人类最感知的颜色。所以，使用这些系数：

mono = (0.2125 * color.r) + (0.7154 * color.g) + (0.0721 * color.b);

【讨论】：

您必须先线性化 sRGB 值，然后才能应用系数，然后重新应用 gamma。
对典型 sRGB 图像进行这项工作的快速、低效和肮脏的方法是将 8 位 R G B 转换为浮点 0-1，然后提高到 2.2 的 exp，然后应用这些系数: ` Y = pow(color.r, 2.2) * 0.2126 + pow(color.g, 2.2) * 0.7152 + pow(color.b, 2.2) * 0.0722; `

【解决方案2】：

将任何基于 RGB 的图片转换为单色的逻辑都不是简单的线性转换。在我看来，这样的问题最好通过“颜色分割”技术来解决。您可以通过 k-means 聚类实现“颜色分割”。

请参阅 MathWorks 网站上的参考示例。

https://www.mathworks.com/examples/image/mw/images-ex71219044-color-based-segmentation-using-k-means-clustering

彩色原图。

使用 k-means 聚类转换为单色后

这是如何工作的？

从整个图像中收集所有像素值。从 W 像素宽和 H 像素高的图像中，您将获得 W *H 颜色值。现在，使用 k-means 算法创建 2 个集群（或箱）并将颜色放入适当的“箱”中。 2 个簇代表您的黑白色调。

演示使用 k-means 进行图像分割的 Youtube 视频？ https://www.youtube.com/watch?v=yR7k19YBqiw

这种方法的挑战

k-means 聚类算法容易受到异常值的影响。一些随机像素的 RGB 距离远离人群的其他颜色，很容易使质心倾斜，从而产生意想不到的结果。

【讨论】：

【解决方案3】：

recent scientific article 比较了将彩色照片转换为灰度的最新技术，包括简单的亮度公式和更复杂的技术。

【讨论】：

【解决方案4】：

如前所述，来自 RGB 三元组的灰度转换（请注意，单色图像不必为灰度）取决于口味。

例如，您可以作弊，只提取蓝色分量，只需将红色和绿色分量扔掉，然后复制蓝色值来代替它们。另一个简单且通常可以的解决方案是取像素的 RGB 三元组的平均值，并在所有三个分量中使用该值。

仅适用于 Photoshop 的专业且不是很便宜的灰度/单色转换器插件就有相当大的市场这一事实表明，转换与您希望的一样简单或复杂。

【讨论】：

【解决方案5】：

This MSDN article 使用(0.299 * color.R + 0.587 * color.G + 0.114 * color.B);

This Wikipedia article 使用(0.3* color.R + 0.59 * color.G + 0.11 * color.B);

【讨论】：

我认为这些对于这个应用程序都是错误的，因为它们适用于经过伽马校正的 RGB 值。
这些其实是一样的

【解决方案6】：

这取决于你的动机是什么。如果您只是想将任意图像转换为灰度并让它看起来不错，那么此问题的其他答案中的转换就可以了。

如果您要将彩色照片转换为黑白，则该过程可能非常复杂且主观，需要对每张图像进行特定调整。要了解可能涉及的内容，请查看来自 Adobe for Photoshop 的 tutorial。

在代码中复制这一点相当复杂，并且仍然需要用户干预才能使生成的图像在美学上“完美”（无论这意味着什么！）。

【讨论】：

【解决方案7】：

只是在自选答案中指出，您必须先LINEARIZE sRGB 值，然后才能应用系数。这意味着移除转移曲线。

要去除功率曲线，请将 8 位 R G 和 B 通道除以 255.0，然后使用推荐用于图像处理的sRGB piecewise transform，或者您可以作弊并将每个通道提高到 2.2 的幂。

只有在线性化之后才能应用显示的系数，（在所选答案中也不完全正确）。

标准是0.2126 0.7152和0.0722。将每个通道乘以其系数，然后将它们相加得到 Y，即亮度。然后将 gamma 重新应用到 Y 并乘以 255，然后复制到所有三个通道，然后你就有了一个灰度（单色）图像。

这一切都在一个简单的行中：

// Andy's Easy Greyscale in one line.
// Send it sR sG sB channels as 8 bit ints, and
// it returns three channels sRgrey sGgrey sBgrey
// as 8 bit ints that display glorious grey.


  sRgrey = sGgrey = sBgrey = Math.min(Math.pow((Math.pow(sR/255.0,2.2)*0.2126+Math.pow(sG/255.0,2.2)*0.7152+Math.pow(sB/255.0,2.2)*0.0722),0.454545)*255),255);

就是这样。除非你必须解析十六进制字符串......

【讨论】：