C++ OpenCV如何實現圖像亮度和對比度操作

C++ OpenCV如何實現圖像亮度和對比度操作

在圖像處理中，調整圖像的亮度和對比度是非常常見的操作。通過調整亮度和對比度，可以改善圖像的視覺效果，使其更適合后續的處理或分析。本文將介紹如何使用C++和OpenCV庫來實現圖像亮度和對比度的調整。

1. 亮度和對比度的基本概念

• 亮度：亮度是指圖像的明暗程度。增加亮度會使圖像整體變亮，減少亮度則會使圖像整體變暗。
• 對比度：對比度是指圖像中明暗區域之間的差異程度。增加對比度會使圖像中的亮部更亮、暗部更暗，從而增強圖像的細節。

2. OpenCV中的亮度和對比度調整

在OpenCV中，可以通過以下公式來調整圖像的亮度和對比度：

[ \text{output}(x, y) = \alpha \times \text{input}(x, y) + \beta ]

其中： - (\alpha) 是對比度調整參數，通常大于0。 - (\beta) 是亮度調整參數，可以為正數或負數。

通過調整 (\alpha) 和 (\beta) 的值，可以實現對圖像亮度和對比度的調整。

3. 實現步驟

3.1 導入OpenCV庫

首先，確保已經安裝了OpenCV庫，并在C++項目中導入OpenCV頭文件：

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>

3.2 讀取圖像

使用OpenCV的imread函數讀取圖像：

cv::Mat image = cv::imread("input.jpg");
if (image.empty()) {
    std::cerr << "Error: Could not load image!" << std::endl;
    return -1;
}

3.3 調整亮度和對比度

定義一個函數來調整圖像的亮度和對比度：

cv::Mat adjustBrightnessContrast(const cv::Mat& image, double alpha, int beta) {
    cv::Mat adjustedImage;
    image.convertTo(adjustedImage, -1, alpha, beta);
    return adjustedImage;
}

在這個函數中，convertTo函數用于調整圖像的亮度和對比度。alpha參數控制對比度，beta參數控制亮度。

3.4 應用調整并顯示結果

調用上述函數并顯示調整后的圖像：

double alpha = 1.5; // 對比度調整參數
int beta = 50;      // 亮度調整參數

cv::Mat adjustedImage = adjustBrightnessContrast(image, alpha, beta);

cv::imshow("Original Image", image);
cv::imshow("Adjusted Image", adjustedImage);
cv::waitKey(0);

3.5 保存調整后的圖像

如果需要保存調整后的圖像，可以使用imwrite函數：

cv::imwrite("output.jpg", adjustedImage);

4. 完整代碼示例

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>

cv::Mat adjustBrightnessContrast(const cv::Mat& image, double alpha, int beta) {
    cv::Mat adjustedImage;
    image.convertTo(adjustedImage, -1, alpha, beta);
    return adjustedImage;
}

int main() {
    cv::Mat image = cv::imread("input.jpg");
    if (image.empty()) {
        std::cerr << "Error: Could not load image!" << std::endl;
        return -1;
    }

    double alpha = 1.5; // 對比度調整參數
    int beta = 50;      // 亮度調整參數

    cv::Mat adjustedImage = adjustBrightnessContrast(image, alpha, beta);

    cv::imshow("Original Image", image);
    cv::imshow("Adjusted Image", adjustedImage);
    cv::waitKey(0);

    cv::imwrite("output.jpg", adjustedImage);

    return 0;
}

5. 總結

通過使用OpenCV的convertTo函數，我們可以輕松地調整圖像的亮度和對比度。本文介紹了如何在C++中使用OpenCV實現這一功能，并提供了完整的代碼示例。希望這篇文章能幫助你更好地理解和使用OpenCV進行圖像處理。