OpenCV基础篇之查找表

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Sep 23, 2024 03:04 PM
AI summary
本文介绍了如何使用查找表(LUT)在OpenCV中对图像进行灰度量化处理,以提高运算速度。通过创建查找表,程序将灰度值进行量化,从而减少灰度级别并加速图像处理。使用LUT函数可以直接应用查找表来替换图像中的像素灰度值,示例代码展示了如何实现这一过程,并对量化效果进行了说明。
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Image Processing
Grayscale Quantization
OpenCV
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程序及分析

  1. 为什么要使用查找表?
    1. 一般的灰度图像有256个灰度级,而有时我们并不需要这么精确的灰度级(严重影响运算时间),比如黑白图像。这意味着我们以一个新的输入值划分当前的颜色空间,比如灰度到黑白色,将0127灰度值直接赋值0,128255赋值1,最终得到较少的黑白两色。查找表就扮演着这种降低灰度级而提高运算速度的角色。量化前和量化后的灰度值可以用下面的表达式表示:
      notion image
      其中Q表示量化级别,如取10,表示:灰度值1-10用灰度值1表示,灰度值11-20用灰度值11表示,以此类推!
  1. 使用上面公式和查找表有毛关系,当然没有,但上面公式代价就是要对图片遍历的每个灰度值都计算一次。因此,本着程序设计中的“以空间换时间”的基本算法策略,引入查找表,查找表就是将0~255个灰度值量化后的结果提前计算好存储在一个表中,上面程序中的CreateLookupTable就是完成该功能的函数。从程序中可以看出,查找表的数据结构定义为Mat类型。
  1. 有了查找表后,要对图像中的像素灰度值进行替换,OpenVC提供了使用查找表直接计算出量化灰度级后图像的函数——LUT,其函数原型为:
    1. 注意哦,我们程序中定义的查找表类型为Mat,这里LUT的输入输出参数类型怎么是InputArray和OutputArray。在OpenCV中,InputArray/OutputArray这个接口类可以是Mat、Mat_、Mat_<T, m, n>、vector、vector<vector>、vector。
      也就意味着当你看refman或者源代码时,如果看见函数的参数类型是InputArray/OutputArray型时,把上诉几种类型作为参数都是可以的。
      另外,请注意,InputArray/OutputArray只能作为函数的形参参数使用,不要试图声明一个InputArray类型的变量,OutputArray也只是InputArray的派生。还有,还有就是OutputArrayOfArrays、InputOutputArray、InputOutputArrayOfArrays都是OutputArray的别名,碰到别慌张!

效果

notion image
江南好,千钟美酒,一曲满庭芳
左边是原始图片;中间是量化值Q=10时的结果,信息丢失很少;右边是量化值Q=100的图片,很多信息丢失了,但也别有一番风味。
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