在OpenCV中是否有与Matlab的imadjust函数等效的C++函数?

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我习惯使用Matlab中的imadjust进行对比度增强。在OpenCV中是否有等效的函数?
谷歌搜索提供了OpenCV文档,其中涉及亮度和对比度增强,但它使用循环可能效率低下。即使我们使用矩阵表达式使其更高效,也不等同于imadjust所做的。
在OpenCV中是否有内置函数或任何有效的方法可用于此任务?
我看到了相关帖子,但要么它们链接到我上面提到的OpenCV文档,要么建议使用直方图均衡化和阈值处理。我更喜欢imadjust而不是直方图均衡化,而阈值似乎不能执行对比度增强。
感谢您的任何帮助。

请尝试发布一些示例代码和您期望的输出,以便我们提供帮助。 - user5133845
@Derman,感谢您的回复。我无法在OpenCV中提供示例代码,因为那正是我正在寻找的。但是,您可以在此页面http://www.mathworks.com/help/images/ref/imadjust.html上找到imadjust函数的示例结果。我希望能够像Matlab中的imadjust一样做同样的事情。希望这样能够澄清问题。 - Ruchir
请查看equalizeHist - Miki
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@Miki,equalizeHist使用直方图均衡化,这与imadjust的操作不同。请参考此链接(https://www.mathworks.com/matlabcentral/newsreader/view_thread/253503)了解它们之间的区别。该链接建议不要使用histeq进行处理,我自己也发现使用imadjust可以获得更好的结果。 - Ruchir
感谢 @Miki 提供的指导方针。我会尝试自己编写代码以便学习。如果我仍然失败,我会在这里留言。无论如何,感谢您提供代码 :) - Ruchir
OpenCV contrib 包含了 cv::xphoto::SimpleWB 类,它执行类似于 imadjust 的直方图拉伸。以下是实现代码:https://github.com/opencv/opencv_contrib/blob/3.2.0/modules/xphoto/src/simple_color_balance.cpp - Amro
3个回答

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OpenCV中没有内置的解决方案来执行直方图拉伸,但是您可以在循环中轻松实现它。

imadjust允许选择上限和下限的容差,或直接选择边界,因此您需要比简单的for循环更多的逻辑。

您可以使用下面的示例作为参考来实现自己的直方图拉伸:

#include <opencv2\opencv.hpp>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;
using namespace cv;

void imadjust(const Mat1b& src, Mat1b& dst, int tol = 1, Vec2i in = Vec2i(0, 255), Vec2i out = Vec2i(0, 255))
{
    // src : input CV_8UC1 image
    // dst : output CV_8UC1 imge
    // tol : tolerance, from 0 to 100.
    // in  : src image bounds
    // out : dst image buonds

    dst = src.clone();

    tol = max(0, min(100, tol));

    if (tol > 0)
    {
        // Compute in and out limits

        // Histogram
        vector<int> hist(256, 0);
        for (int r = 0; r < src.rows; ++r) {
            for (int c = 0; c < src.cols; ++c) {
                hist[src(r,c)]++;
            }
        }

        // Cumulative histogram
        vector<int> cum = hist;
        for (int i = 1; i < hist.size(); ++i) {
            cum[i] = cum[i - 1] + hist[i];
        }

        // Compute bounds
        int total = src.rows * src.cols;
        int low_bound = total * tol / 100;
        int upp_bound = total * (100-tol) / 100;
        in[0] = distance(cum.begin(), lower_bound(cum.begin(), cum.end(), low_bound));
        in[1] = distance(cum.begin(), lower_bound(cum.begin(), cum.end(), upp_bound));

    }

    // Stretching
    float scale = float(out[1] - out[0]) / float(in[1] - in[0]);
    for (int r = 0; r < dst.rows; ++r)
    {
        for (int c = 0; c < dst.cols; ++c)
        {
            int vs = max(src(r, c) - in[0], 0);
            int vd = min(int(vs * scale + 0.5f) + out[0], out[1]);
            dst(r, c) = saturate_cast<uchar>(vd);
        }
    }
}

int main()
{
    Mat3b img = imread("path_to_image");

    Mat1b gray;
    cvtColor(img, gray, COLOR_RGB2GRAY);

    Mat1b adjusted;
    imadjust(gray, adjusted);

    // int low_in, high_in, low_out, high_out
    // imadjust(gray, adjusted, 0, Vec2i(low_in, high_in), Vec2i(low_out, high_out));

    return 0;
}

输入图像:

进入图片描述

输出调整后的图像:

进入图片描述


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你的代码令人印象深刻 - 你的直方图比STL算法std::nth_element快了约8倍。也就是说,当我删除所有关于openCV的提及时,我在3000张图像上运行它需要950K个时钟周期,而不是STL的7750K个时钟周期。 - mousomer
这很不错。更加简洁的方法是使用cv::calcHist计算直方图,然后使用std::vector计算CDF并找到上下限,最后使用cv::threshold将源代码夹在上下限之间,然后使用cv::normalizecv::NORM_MINMAX进行缩放。这种方法的优点是可以重复使用CV原语,支持所有支持的数据类型,并且所有这些都可以推送到GPU。 - WillY


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你可以尝试向这位用户提问: http://opencv-users.1802565.n2.nabble.com/imadjust-matlab-function-with-stretchlim-OpenCV-implementation-td6253242.html

他的实现是基于这个的: http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/12191-bilateral-filtering

文件应该是下面这个,但我不完全确定它是否有效:

void
getOptimalImgAdjustParamsFromHist (IplImage* p_img,unsigned int* p_optminmaxidx, int p_count)
{
  int numBins = 256;
  CvMat* bins = cvCreateMat(1,numBins,CV_8UC1);
  calcHistogram(p_img,bins,numBins);
  int sumlow = 0, sumhigh = 0;
  int low_idx = 0, high_idx = 0;
  for (unsigned int i = 0; i < numBins; i++) {
    float curval = (float) cvGetReal1D (bins, (i));
    sumlow += curval;
    if (sumlow >= p_count) {
      low_idx = i;
      break;
    }
  }
  for (unsigned int i = numBins - 1 ; i >= 0; i--) {
    float curval = (float) cvGetReal1D (bins, (i));
    sumhigh += curval;
    if (sumhigh >= p_count) {
      high_idx = i;
      break;
    }
  }
  cvReleaseMat(&bins);
  p_optminmaxidx[OPTMINIDX] = low_idx;
  p_optminmaxidx[OPTMAXIDX] = high_idx;
}

IplImage *
imageAdjust (IplImage * p_img)
{
  CvSize framesize = cvGetSize (p_img);
  int low_count = round (framesize.width * framesize.height * 0.01);
  unsigned int *optminmaxidx = new unsigned int [2];
  getOptimalImgAdjustParamsFromHist (p_img, optminmaxidx,low_count);
  int range = optminmaxidx[OPTMAXIDX] - optminmaxidx[OPTMINIDX];
  IplImage *adjustedImg = p_img;
  for (int i = 0; i < framesize.height; i++)
    for (int j = 0; j < framesize.width; j++) {
      unsigned int val = (unsigned int) getData (p_img, i, j);
      unsigned int newval = 0;
      if (val <= optminmaxidx[OPTMINIDX]) {
        newval = 0;
        setData (adjustedImg, i, j, (uchar) newval);
      } else if (val >= optminmaxidx[OPTMAXIDX]) {
        newval = 255;
        setData (adjustedImg, i, j, (uchar) newval);
      } else {
        newval =
            (unsigned int) round ((double) (((double) val -
                    (double) optminmaxidx[OPTMINIDX]) * (double) (255.0 /
                    (double) range)));
        setData (adjustedImg, i, j, (uchar) newval);
      }
    }
  delete[]optminmaxidx;
  return adjustedImg;
}

希望能对你有所帮助。 Fab。


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