正向查找表（LUT）和反向查找表是什么？以及为什么要使用它？

Question

我正在查看一些绘制GUI的视图（屏幕）构建代码，例如将变形的镜头视图转换为平面视图。我碰到过术语正向LUT和反向LUT，但我不明白它是什么以及为什么使用它？ 有人可以给我解释一下，或者给我一些指导以帮助我了解它们吗？

Answer 1

一个“查找表” ，或LUT是一个小表，通常其中有256个条目。它用于对图像应用“点处理” ，即每个像素处理后的新值仅取决于该点上的先前值（而不是任何相邻像素）。

您无需为图像中的1200万像素中的每一个进行大量数学运算或if语句，而只需将每个像素的当前8位值用作查找表的索引即可查找该像素的新值。通常，它只是停止CPU执行if语句的速度，因为它只是对表的索引操作。在硬件中高速实现也非常简单。

您可以使用它来阈值图像，或更改图像的对比度，或节省空间。在这最后一种技术中，您基本上是在创建具有256色调色板的图像，然后只存储1个字节并将该字节用于，而不是为每个像素（即R，G和B）存储3个字节。”查找” 颜色-就像是魔术一样，您的图片大小是图片的1/3。

这里是一个小例子，我制作了一个LUT，将所有低于64的元素设为黑色，并将高于该值的所有元素设为白色，然后将其应用于灰度图像。之后，我添加了红色边框，以便您可以在Stack Overflow的白色背景上看到图像的范围：

#!/usr/local/bin/python3
import numpy as np
from PIL import Image

# Open the input image as numpy array, convert to greyscale
npImage=np.array(Image.open("grey.png").convert("L"))

# Make a LUT (Look-Up Table) to translate image values
LUT=np.zeros(256,dtype=np.uint8)
for idx in range(64,255):
    # All pixels > 64 become white
    LUT[idx]=255

# Apply LUT
npImage = LUT[npImage]

# Apply LUT and save resulting image
Image.fromarray(npImage).save('result.png')

开始图像：

结果图片：

---

这是另一个示例，其中我使LUT向后运行，因此它使图像反转。

#!/usr/local/bin/python3
import numpy as np
from PIL import Image

# Open the input image as numpy array, convert to greyscale
npImage=np.array(Image.open("grey.png").convert("L"))

# Make a LUT (Look-Up Table) to translate image values to their inverse/negative
# i.e. 0 input maps to 255 output
#      1 input maps to 254 output
LUT = np.arange(255,-1,-1,dtype=np.uint8)

# Apply LUT
npImage = LUT[npImage]

# Apply LUT and save resulting image
Image.fromarray(npImage).save('result.png')

关键字：Python，Numpy，图像，图像处理，LUT，查找表，查找，取反，取反，阈值