Photoshop的色阶调整的伪代码

Question

我需要在C ++算法中实现调整图像级别，其功能类似于Photoshop或GIMP中的Levels功能。即输入是：颜色RGB图像被调整调整，而点，黑点，中间调点，输出/到值。但我还没有找到有关如何执行此调整的任何信息。可能有人推荐我算法描述或材料来研究。

到目前为止，我自己想出了以下代码，但它没有给出预期的结果，类似于我所看到的，例如在GIMP中，图像变得过于明亮。下面是我目前的代码片段：

const int normalBlackPoint = 0;
const int normalMidtonePoint = 127;
const int normalWhitePoint = 255;
const double normalLowRange = normalMidtonePoint - normalBlackPoint + 1;
const double normalHighRange = normalWhitePoint - normalMidtonePoint;

int blackPoint = 53;
int midtonePoint = 110;
int whitePoint = 168;
int outputFrom = 0;
int outputTo = 255;

double outputRange = outputTo - outputFrom + 1;
double lowRange = midtonePoint - blackPoint + 1;
double highRange = whitePoint - midtonePoint;
double fullRange = whitePoint - blackPoint + 1;
double lowPart = lowRange / fullRange; 
double highPart = highRange / fullRange; 

int dim(256);
cv::Mat lut(1, &dim, CV_8U);
for(int i = 0; i < 256; ++i)
{
    double p = i > normalMidtonePoint
        ? (static_cast<double>(i - normalMidtonePoint) / normalHighRange) * highRange * highPart + lowPart
        : (static_cast<double>(i + 1) / normalLowRange) * lowRange * lowPart;
    int v = static_cast<int>(outputRange * p ) + outputFrom - 1;
    if(v < 0) v = 0;
    else if(v > 255) v = 255;
    lut.at<uchar>(i) = v;
}


....

    cv::Mat sourceImage = cv::imread(inputFileName, CV_LOAD_IMAGE_COLOR);
    if(!sourceImage.data)
    {
        std::cerr << "Error: couldn't load image " << inputFileName << "." << std::endl;
        continue;
    }


#if 0       
    const int forwardConversion = CV_BGR2YUV;
    const int reverseConversion = CV_YUV2BGR;
#else
    const int forwardConversion = CV_BGR2Lab;
    const int reverseConversion = CV_Lab2BGR;
#endif

    cv::Mat convertedImage;
    cv::cvtColor(sourceImage, convertedImage, forwardConversion);

    // Extract the L channel
    std::vector<cv::Mat> convertedPlanes(3);
    cv::split(convertedImage, convertedPlanes);

    cv::LUT(convertedPlanes[0], lut, convertedPlanes[0]);

    //dst.copyTo(convertedPlanes[0]);
    cv::merge(convertedPlanes, convertedImage);

    cv::Mat resImage;
    cv::cvtColor(convertedImage, resImage, reverseConversion);
    cv::imwrite(outputFileName, resImage);

Answer 1

Photoshop的色阶调整的伪代码

首先，计算用于中间调调整的伽玛校正值（如果需要）。以下大致模拟了Photoshop的技术，对于中间调值0-128应用gamma 9.99-1.00，对128-255应用1.00-0.01。

应用伽玛校正：

Gamma = 1
MidtoneNormal = Midtones / 255
If Midtones < 128 Then
    MidtoneNormal = MidtoneNormal * 2
    Gamma = 1 + ( 9 * ( 1 - MidtoneNormal ) )
    Gamma = Min( Gamma, 9.99 )
Else If Midtones > 128 Then
    MidtoneNormal = ( MidtoneNormal * 2 ) - 1
    Gamma = 1 - MidtoneNormal
    Gamma = Max( Gamma, 0.01 )
End If
GammaCorrection = 1 / Gamma

然后，对于每个像素的每个通道值R，G，B（0-255），按顺序执行以下操作。

应用输入级别：

ChannelValue = 255 * ( ( ChannelValue - ShadowValue ) / 
    ( HighlightValue - ShadowValue ) )

应用中间调：

If Midtones <> 128 Then
    ChannelValue = 255 * ( Pow( ( ChannelValue / 255 ), GammaCorrection ) )
End If

应用输出级别：

ChannelValue = ( ChannelValue / 255 ) *
    ( OutHighlightValue - OutShadowValue ) + OutShadowValue

<强>其中：

所有通道和调整参数值均为整数，0-255（含） -
Shadow / Midtone / HighlightValue是输入调整值（默认为0,128,255）
OutShadow / HighlightValue是输出调整值（默认为0,255）
您应优化事物并确保值保持在界限内（例如每个频道为0-255）

为了更准确地模拟Photoshop，如果是Midtones＆lt;可以使用非线性插值曲线。 128.默认情况下，Photoshop还会删除最暗和最轻的0.1％的值。

Answer 2

忽略中间调/ Gamma，Levels功能是一个简单的线性缩放。

首先线性缩放所有输入值，使得小于或等于“黑点”的所有值都设置为0，并且大于或等于白点的所有值都设置为255。然后，所有值都从0/255线性缩放到输出范围。

对于中间点 - 它取决于你的实际意思。在GIMP中，有一个Gamma值。 Gamma值是输入值的简单指数（在限制为黑/白点之后）。对于Gamma == 1，值不会更改。对于伽马＆lt; 1，值变暗。

用于调整图像级别的算法

2 个答案:

Photoshop的色阶调整的伪代码