OpenCV之cvtColor颜色空间转换

news2025/1/10 16:01:19

大多数彩色图片都是RGB类型，但是在进行图像处理时，需要用到灰度图、二值图、HSV、HSI等颜色制式，opencv提供了cvtColor()函数来实现这些功能。首先看一下cvtColor函数定义：

 C++: void cvtColor(InputArray src, OutputArray dst, int code, int dstCn=0 );

参数解释：

. InputArray src: 输入图像即要进行颜色空间变换的原图像，可以是Mat类；
. OutputArray dst: 输出图像即进行颜色空间变换后存储图像，也可以Mat类；
. int code: 转换的代码或标识，即在此确定将什么制式的图片转换成什么制式的图片，后面会详细说明
. int dstCn = 0: 目标图像通道数，如果取值为0，则由src和code决定；

函数的作用是将一个图像从一个颜色空间转换到另一个颜色空间，但是从RGB向其他类型转换时，必须明确指出图像的颜色通道，前面我们也提到过，在opencv中，其默认的颜色制式排列是BGR而非RGB。所以对于24位颜色图像来说，前8-bit是蓝色，中间8-bit是绿色，最后8-bit是红色。常见的R,G,B通道的取值范围为：
. 0-255 :CV_8U类型图片
. 0-65535: CV_16U类型图片
. 0-1: CV_32F类型图片
对于线性变换来说，这些取值范围是无关紧要的。但是对于非线性转换，输入的RGB图像必须归一化到其对应的取值范围来或得最终正确的转换结果，例如从RGB->L*u*v转换。如果从一个8-bit类型图像不经过任何缩放（scaling）直接转换为32-bit浮点型图像，函数将会以0-255的取值范围来取代0-1的取值范围，所以在使用cvtColor函数之前需要对图像进行缩放如下：

img *= 1./255;
cvtColor(img, img, CV_BGR2Luv);

如果对8-bit图像使用cvtColor()函数进行转换将会由一些信息丢失。函数可以做下面类型的转换，需要说明的是在opencv2.x时颜色空间转换code用的宏定义是CV_前缀开头，而在opencv3.x版本其颜色空间转换code宏定义更改为COLOR_开头，而经验证，2.4.13版本中opencv同事支持这两种形式的写法。故下面表格会将两种code类型同时列出，以供参考：

需要注意的是cvtColor()函数不能直接将RGB图像转换为二值图像(Binary Image)，需要借助threshold()函数，其具体用法请查阅threshold().

实例：

#include <iostream>
#include <opencv2/core.hpp>
#include <opencv2/highgui.hpp>
#include <opencv2/imgproc.hpp>
using namespace std;
using namespace cv;
int main()
{
    Mat srcImage = imread("星空.png");
    //判断图像是否加载成功
    if(!srcImage.data)
    {
        cout << "图像加载失败!" << endl;
        return false;
    }
    else
    cout << "图像加载成功!" << endl << endl;
    //显示原图像
    namedWindow("原图像",WINDOW_AUTOSIZE);
    imshow("原图像",srcImage);

    //将图像转换为灰度图，采用CV_前缀
    Mat grayImage;
    cvtColor(srcImage, grayImage, CV_BGR2GRAY);     
    //将图像转换为灰度图
    namedWindow("灰度图",WINDOW_AUTOSIZE);
    imshow("灰度图",grayImage);
    //将图像转换为HSV，采用COLOR_前缀
    Mat HSVImage;
    cvtColor(srcImage, HSVImage, COLOR_BGR2HSV);    //将图像转换为HSV图        
    namedWindow("HSV",WINDOW_AUTOSIZE);
    imshow("HSV",HSVImage);waitKey(0);
    return 0;
}

原图：