如何改變影象的對比度和亮度
影象處理
常用的影象處理操作是一個函式，它將一個或多個影象作為輸入並生成輸出影象。
影象變可被視為：點運算子（畫素變換）；鄰近（基於區域的）運算子。
畫素變換
在影象處理中，
每個輸出畫素的值僅取決於相應的輸入畫素值（可能還包括一些全域性收集的資訊或引數）；
此類操作例項包括亮度調整、對比度調整以及顏色的校正和轉換。
亮度和對比度調整
兩種常用對比度調整的方法是將畫素值乘以或加上一個常數：
引數α > 0和β通常稱為增益引數和偏置引數，透過這兩個引數分別來控制對比度和亮度。
F （ X ）為源影象的畫素，G （ X ）為輸出影象的畫素。可以方便地寫出以下表達式：
其中i和j表示位於
第
i
行，
第
j
列的畫素
。
程式碼
C ++
（Java 版本請訪問： https：//github。com/opencv/opencv/blob/master/samples/java/tutorial_code/ImgProc/changing_contrast_brightness_image/BasicLinearTransformsDemo。java
Python 版本請訪問： https：//github。com/opencv/opencv/blob/master/samples/python/tutorial_code/imgProc/changing_contrast_brightness_image/BasicLinearTransforms。py）
單擊 這裡，可以下載原始碼
下面的程式碼執行g（i，j）=α⋅f（i，j）+β操作
程式碼詳解
C ++
使用
CV :: imread
載入影象並將其儲存到Mat物件中：
接下來，對該影象做一些轉換，為此需要建立一個新的Mat物件來存放它。此外，我們希望它具備以下特徵：
初始畫素值為零；
與原始影象相同的尺寸和資料型別。
cv::Mat::zeros
返回一個基於image。size（）和image。type（） 的Matlab格式的零初始化值。
我們現在要求使用者輸入α和β值：
為了執行g（i，j）=α⋅f（i，j）+β操作，我們必須訪問影象的每個畫素。由於是對BGR影象進行操作，所以每個畫素包含（B，G和R）三個值，我們必須分別訪問它們。具體程式碼如下：
注意（
只適用於C ++程式碼
）：
我們利用 image。at
由於α⋅p（i，j）+β 操作的值可能溢位或為非整數（如α是浮點數），我們用
CV :: saturate_cast來
確保該值的有效性；
最後，我們用以下方式建立視窗並顯示影象。
注
我們利用以下簡單的命令來取代
for
迴圈來訪問影象的每個畫素：
cv::Mat::convertTo
將執行*new_image = a*image + beta*操作。。但是，我們想向你展示如何訪問每個畫素。 在任何情況下，這兩種方法都會給出相同的結果，但 convertTo 更加最佳化並且工作速度更快。
結果
我們不執行程式碼，設定α = 2。2和β = 50。
例項
在本小節中，我們將以前學到的技巧付諸實戰，透過調整影象的亮度和對比度來校正曝光不足的圖片。同時，學習利用伽瑪校正（gamma correction）技術來校正影象的亮度。
影象亮度和對比度調整
增大（或減小） β值將加大（/減小）各個畫素的對比度。畫素值超出 ［0； 255］範圍之外的值將會飽和（即：大於255，或小於0的畫素值將定位到255或 0）。
原始影象的淺灰色直方圖中，深灰色亮度= 80 GIMP
直方圖表示該色彩畫素中每種色彩的數目。深色影象的畫素值將大於淺色影象的畫素值，因此直方圖的左半部分會出現一個峰值。當新增一個恆定的偏差之後，整個直方圖右移，為所有的畫素增加了一個恆定的偏置。
修改引數α將修改水平軸的展幅，如果α <1中，色彩值將被壓縮，其結果是影象的對比度降低。
原影象的淺灰色直方圖中，深灰色時, 對比度GIMP <0
注意，利用對比度/亮度工具Gimp獲得的上述柱狀圖，亮度工具的偏置引數β應該與之相同，但對比度工具的增益引數α是不同的（可以從前面的直方圖中看出）。
調整偏置引數β可以提高亮度，但同時，影象的對比度會下降，影象上似乎會蒙上一層輕微的面紗。調整增益α增益可緩釋這種效果，但是由於出現飽和，影象將失去原有明亮區域的一些細節。
伽瑪校正
伽瑪校正
利用輸入值和輸出對映值之間的非線性變換，校正影象的亮度：
由於這種關係是非線性的，其效果不會影響所有的畫素，最終輸出將取決於畫素的原始值。
打印出不同的伽瑪值(gamma)
當γ <1時，，原始影象的暗區將變得更加明亮，整個直方圖將右移；當γ > 1時， 原始影象的亮區將變得更暗，整個直方圖將左移。
糾正曝光不足的影象
我們設定α = 1。3和β = 40修正下面的影象。
圖: Visem的作品 [CC BY-SA 3.0]，來源:維基共享資源
影象的整體亮度得到了改善，但可以看出： 由於色彩的畫素數值飽和，圖中雲彩已經飽和（攝影
高光修剪
）。
我們用γ=0。4修正下面的影象。
圖: Visem的作品 [CC BY-SA 3.0]，來源:維基共享資源
由於對映是非線性的，伽馬校正添加了少量的飽和效應，並且不存在前面所述方法的數值飽問題。
左邊：α，β校正後的直方圖;中間：原始影象的直方圖;右邊：伽馬校正後的直方圖
上圖比較了三幅影象（三個直方圖的y值不相同）的直方圖。從中可以發現，大部分的畫素值都在原始影象直方圖的下部。α ， β修正後，由於影象出現飽和，在255 處可以觀察到一個峰值，整個直方圖右移。伽瑪校正後，直方圖右移，影象暗區域中的畫素移動的位移比在明亮區域畫素移動的位移更大（見伽瑪曲線圖）。
在本教程中，描述了兩種調整影象對比度和亮度簡單的方法。
它們只是基本技術，不能用作光柵圖形編輯器的替代品！
程式碼
C ++
教程的原始碼請訪問
這裡
。
伽馬校正的原始碼Code：
在這裡，由於一次只需要計算256 個數值，利用查詢表來提高計算效能。
更多資源
圖形渲染中的
伽瑪校正
CRT監視器的
伽瑪校正和影象顯示
數字曝光技術
