在OpenCV中将HSV转换为灰度图像

Question

我是OpenCV的新手，正在学习分水岭算法。但我遇到了一个问题。

为了使用分水岭，我必须将图像颜色转换为灰度。当我使用BGR颜色空间时，没有问题，但是在HSV中，我不确定以下代码是否正确。

Mat im = imread("./Image/118035.jpg", CV_LOAD_IMAGE_COLOR);

Mat imHSV;
cvtColor(im, imHSV, CV_BGR2HSV);
imshow("HSV", imHSV);

cvtColor(imHSV, imHSV, CV_BGR2GRAY);
imshow("HSV to gray", imHSV);


imshow("BGR", im);
cvtColor(im, im, CV_BGR2GRAY);
imshow("BGR to gray", im);

我认为，在从BGR转换为HSV后，色调=蓝色，饱和度=绿色，亮度=红色，我可以使用BGR2GRAY运算符将其从HSV转换为灰度。

这两个输出图像是不同的。我能像这样将HSV转换为灰度吗？

//这与LAB颜色空间类似吗？

- Amateur

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CV_HSV2GRAY怎么样？不好意思，这种东西不存在。你不能直接将HSV转换为灰度。 - guneykayim

没有选项CV_HSV2GRAY，谢谢guneykayim。 - Amateur

你为什么想要转换它？HSV是一种颜色表示法，用于图像处理中的分析。不要误会我的意思，但我很好奇你为什么想要这个函数。 - Øystein W.

我正在使用分水岭算法进行图像分割，其中有一步是将彩色图像转换为灰度图像。在BGR中没有问题，但在HSV空间（也许在LAB中也是如此），我没有任何想法。我不知道我像上面的代码那样做是否正确？ - Amateur

Answer 1

将HSV转换为灰度图像并不是必要的：你已经拥有了它。你可以通过将HSV图像分成三个通道并选择第三个通道作为灰度图像来完成此操作：

Mat im = imread("C:/local/opencv248/sources/samples/c/lena.jpg", CV_LOAD_IMAGE_COLOR);
    
Mat imHSV;
cvtColor(im, imHSV, CV_BGR2HSV);
imshow("HSV", imHSV);
    
//cvtColor(imHSV, imHSV, CV_BGR2GRAY);
Mat hsv_channels[3];
cv::split( imHSV, hsv_channels );
imshow("HSV to gray", hsv_channels[2]);
    
imshow("BGR", im);
cvtColor(im, im, CV_BGR2GRAY);
imshow("BGR to gray", im);
    
waitKey();

- RevJohn

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非常感谢，使用Lab空间也是一样的。我只需选择L通道（channel[0]）来进行灰度处理。 - Amateur

@Amateur 如果这个答案解决了你的问题，请考虑接受它。 - beaker

Answer 2

hsv1 = cv2.cvtColor(frame1, cv2.COLOR_BGR2HSV)

h, s, v1 = cv2.split(hsv1)

cv2.imshow("gray-image",v1)

- Sharath Kumar

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欢迎来到stackoverflow。除了提供答案外，考虑给出解决问题的摘要。 - jtate

Answer 3

在HSV颜色空间中，V通道的定义是max(R, G, B)，但在灰度图像中，亮度的定义是mean(R, G, B)。 在RGB2HSV转换中，我们使用以下公式来计算S和V通道：

V = max(R, G, B)
S = (max(R, G, B) - min(R, G, B)) / max(R, G, B)

如果S为零，max（R，G，B）等于min（R，G，B），它们等于mean（R，G，B）。因此，如果满足此条件，则V通道等于灰度值。否则，它们是不同的。 一种方法是将图像转换为RGB，然后将其转换为GRAY。但是，如果您正在寻找更直接的方法，可以使用下面的图片： HSV2RGB converion 因此，灰度值是mean（R，G，B），您可以通过以下方式计算：

gray = m + (c + x) / 3

你可以通过图像中的公式计算出m、c和x。

- mqod

Answer 4

很遗憾，由于声望不足，我无法发表评论。

仅考虑第三个通道可能会产生您意想不到的灰度值，因为饱和度越来越高的颜色（例如RGB 0,0,255）在通过取hsv通道的值转换为灰度图像后将呈现为纯白色。

这肯定会影响分水岭（取决于图像内容），因为V通道中的饱和红色、绿色和蓝色将无法区分。

显然，将其转换为BGR然后转换为灰度图像可能是更好的选择。

- Graham Monkman

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BGR到灰度的公式不是在数学上产生V通道吗？当你将24位压缩成8位时，根据定义，除饱和像素外还有许多东西是无法解决的。 - Mad Physicist