从RGB色转为灰度色算法
----本文摘自作者ZYL910的博客 一、基础 Gray = R*0.299 + G*0.587 + B*0.114 二、整数算法 而实际应用时,希望避免低速的浮点运算,所以需要整数算法。 Gray = (R*299 + G*587 + B*114 + 500) / 1000 RGB一般是8位精度,现在缩放1000倍,所以上面的运算是32位整型的运算。注意后面那个除法是整数除法,所以需要加上500来实现四舍五入。 Gray = (R*30 + G*59 + B*11 + 50) / 100 但是,虽说上一个公式是32位整数运算,但是根据80x86体系的整数乘除指令的特点,是可以用16位整数乘除指令来运算的。而且现在32位早普及了(AMD64都出来了),所以推荐使用上一个公式。 三、整数移位算法 上面的整数算法已经很快了,但是有一点仍制约速度,就是最后的那个除法。移位比除法快多了,所以可以将系数缩放成 2的整数幂。 0.299 * 65536 = 19595.264 ≈ 19595 可能很多人看见了,我所使用的舍入方式不是四舍五入。四舍五入会有较大的误差,应该将以前的计算结果的误差一起计算进去,舍入方式是去尾法: 写成表达式是: Gray = (R*19595 + G*38469 + B*7472) >> 16 2至20位精度的系数: Gray = (R*1 + G*2 + B*1) >> 2 仔细观察上面的表格,这些精度实际上是一样的:3与4、7与8、10与11、13与14、19与20 Gray = (R*38 + G*75 + B*15) >> 7 其实最有意思的还是那个2位精度的,完全可以移位优化: Gray = (R + (WORD)G<<1 + B) >> 2 ======================== 在计算机中使用最多的 RGB 彩色空间,分别对应红、绿、蓝三种颜色;通过调配三个分量的比例来组成各种颜色。一般可以使用 1 、 2 、 4 、 8 、 16 、 24 、 32 位来存储这三颜色,不过现在一个分量最大是用 8 位来表示,最大值是 255 ,对于 32 位的颜色,高 8 位是用来表示通明度的。彩色图一般指 16 位以上的图。灰度图有一个特殊之处就是组成颜色的三个分量相等;而一般灰度图是 8 位以下。 在彩色电视机系统中,通常使用一种叫 YUV 的色彩空间,其中 Y 表示亮度信号;也就是这个 YUV 空间解决了彩色电视机和黑白电视机的兼容问题。 对于人眼来说,亮度信号是最敏感的,如果将彩色图像转换为灰度图像,仅仅需要转换保存亮度信号就可以。 从 RGB 到 YUV 空间的 Y 转换公式为: Y = 0.299R+0.587G+0.114B 在 WINDOWS 中,表示 16 位以上的图和以下的图有点不同; 16 位以下的图使用一个调色板来表示选择具体的颜色,调色板的每个单元是 4 个字节,其中一个透明度;而具体的像素值存储的是索引,分别是 1 、 2 、 4 、 8 位。 16 位以上的图直接使用像素表示颜色。 ================================================= 灰度图中有调色板,首先需要确定调色板的具体颜色取值。我们前面提到了,灰度图的三个分量相等。 当转换为 8 位的时候,调色板中有 256 个颜色,每个正好从 0 到 255 个,三个分量都相等。 当转换为 4 位的时候,调色板中 16 个颜色,等间隔平分 255 个颜色值,三个分量都相等。 当转换为 2 位的时候,调色板中 4 个颜色,等间隔平分 255 个颜色,三个分量相等。 当转换为 1 位的时候,调色板中两个颜色,是 0 和 255 ,表示黑和白。 将彩色转换为灰度时候,按照公式计算出对应的值,该值实际上是亮度的级别;亮度从 0 到 255 ;由于不同的位有不同的亮度级别,所以 Y 的具体取值如下: Y = Y/ (1<<(8- 转换的位数 ));
//---------------------------------------------------------- |
郑重声明:本站内容如果来自互联网及其他传播媒体,其版权均属原媒体及文章作者所有。转载目的在于传递更多信息及用于网络分享,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,也不构成任何其他建议。