学习OpenCV（四） 改变图像的对比度和亮度——像素变换

在上篇文章中，咱们介绍了如何用filter2D函数来对图像进行邻域变换。这篇文章咱们来简单介绍一下如何对图像的像素进行变换。

对图像的单个像素进行变换，是图像处理中一个很常见的操做。好比改变图像的亮度，对图像像素进行线性变换，二值化等。下面将以改变图像的对比度和亮度来举例。

改变图像的对比度和亮度，归根到底，就是下面的这个数学公式：

这个式子很好理解。就是将原来图像中的像素值进行比例变换，后又进行了移动。alpha通常叫作增益参数，表征对比度，而beta成为偏置参数，表征亮度变化。

对图像的每一个像素进行操做，其实咱们在前面的文章中已经介绍过了，好比LUT查表操做，直接用指针访问，或是用迭代器等。下面的这段代码实现了对图像对比度和亮度的这一操做，咱们用指针实现：

#include <iostream>
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv/cv.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>

using namespace std;
using namespace cv;

Mat ChangePixel(const Mat& img,const double alpha,const int beta)
{
	Mat newImg=Mat::zeros(img.size(),img.type ());    // the img to be returned
	int chnnels=img.channels ();            //Get the channels of source img
	for (int x=0;x<img.rows;x++)             //iteration rows
	{
		//用指针访问
		const uchar *p=img.ptr <uchar>(x);    //因为img被声明为const，因此指针也要声明为const
		uchar *q=newImg.ptr <uchar>(x);
		int cols=img.cols*chnnels;
		for (int y=0;y<cols;y++)
		{
			q[y]=saturate_cast<uchar>(p[y]*alpha+beta);  //注意saturate_cast的使用
		}
		
	}
	return newImg;
}

int main()
{
	int64 time_start=getTickCount ();
	Mat A=imread ("lena.jpg",CV_LOAD_IMAGE_COLOR);
	imshow ("A的图像",A);

	Mat B=ChangePixel (A,2,0);
	imshow ("B的图像",B);
	int64 time_end=getTickCount ();
	double time_take=(time_end-time_start)*1000.0/getTickFrequency ();
	cout<<"The time is "<<time_take<<"ms"<<endl;
	waitKey ();
	return 0;
}

注意代码中saturate_cast函数的使用。这个函数用来完成一个类型到另外一个类型的转换（固然，这种类型的转换必须是被容许的）。而若是被转换的值超过了目的类型的界限时，该函数会自动返回界限值。

好比：

这样，咱们就实现了对图像对比度和亮度的变换操做：

不过，OpenCV中已经有了进行这样处理的函数：Mat::convertTo，它能够完成图像的数据类型转换，同时，对像素值进行改变。

若是参数中的rType为负数，则转换先后图像的类型不变，因此，咱们能够用一行代码实现咱们原来的操做：

A.convertTo (B,-1,2,0);

并且，在个人电脑上经过试验，经过这种方法进行操做，所花时间也变少了。