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Python實現數字圖像處理經典算法之256色轉灰度圖

系統 1819 0

算法介紹

256色轉灰度圖是數字圖像處理經典算法中最簡單的算法之一

1、彩色數字圖像中的顏色有紅、綠、藍三種顏色混合而成,對應的像素顏色通道就是RGB(R,G,B),R、G、B數值共有256個數值,也稱為256階,即0—255,計算機通過讀取每一個通道的數值而確定顯示的顏色。

2、灰度圖像只有一個灰度色階通道,我們可以標記為Gray,或者RGB(Gray、Gray、Gray),Gray共有256階,即0—255,計算機通過讀取該通道的值確定顯示的顏色。

那么將彩色圖像轉換為灰色圖像的思路就是將RGB數值轉化為Gray數值。共有5種轉化方式:
(1)浮點算法 :Gray=R * 0.3+G * 0.59+B * 0.11
(2)整數算法:Gray=(R * 30+G * 59+B * 11)/100
(3)移位算法:Gray =(R 28+G 151+B*77)>>8
(4)平均值法:Gray=(R+G+B)/3
(5)僅取綠色:Gray=G
下面我將使用Python語言分別實現上述5種方法并查看效果,操作的圖像如下所示:
Python實現數字圖像處理經典算法之256色轉灰度圖_第1張圖片

代碼實現

在介紹實現代碼之前先介紹我們代碼中借助的一個類庫Matplotlib,它提供了將圖像轉化為數組的方法array,我們得到圖像數組后可以使用坐標得到圖像的顏色元組,里面有我們需要的顏色數值信息。
(1)浮點算法 :Gray=R * 0.3+G * 0.59+B * 0.11
代碼如下:

            
              from PIL import Image
from pylab import *

im = array(Image.open('flower.jpg'))
im[:,:,0] = im[:,:,1] = im[:,:,2] = (im[:,:,0] * 0.3 + im[:,:,1] * 0.59 + im[:,:,2] * 0.11)
imshow(im)
show()

            
          

效果如下:
Python實現數字圖像處理經典算法之256色轉灰度圖_第2張圖片
代碼講解:
1、array(Image.open(‘flower.jpg’))可以將一個圖像打開并且轉化為數組類型,數據類型為元組,里面包含RGB數值信息
2、im[x,y,t]表示(x,y)坐標像素的t通道的數值,不明白 :的話建議復習Python,im[:,:,0] = im[:,:,1] = im[:,:,2] = (im[:,:,0] * 0.3 + im[:,:,1] * 0.59 + im[:,:,2] * 0.11)就將所有像素的所有通道值都改為重新計算后的值,也就是我們的浮點算法
3、最后是顯示圖像。

(4)平均值法:Gray=(R+G+B)/3
代碼如下:

            
              from PIL import Image
from pylab import *

im = array(Image.open('flower.jpg'))
im[:,:,0] = im[:,:,1] = im[:,:,2] = (im[:,:,0] + im[:,:,1] + im[:,:,2])/3
imshow(im)
show()

            
          

效果如下:
Python實現數字圖像處理經典算法之256色轉灰度圖_第3張圖片
代碼講解:
其實和上一個大體一樣,只是算法不一樣

(5)僅取綠色:Gray=G
代碼如下:

            
              from PIL import Image
from pylab import *

im = array(Image.open('flower.jpg'))
im[:,:,0] = im[:,:,1] = im[:,:,2] = im[:,:,2]
imshow(im)
show()

            
          

效果如下:
Python實現數字圖像處理經典算法之256色轉灰度圖_第4張圖片


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