Image 如何更改RGB图像的动态范围？

我有16位原始图像（12个有效位）。我将其转换为rgb，现在我想更改动态范围。我创建了2个映射函数。您可以在下面看到它们。如您所见，第一个函数将值0-500映射到0-100，第二个函数将其余值映射到101-255

现在我想在rgb图像上应用贴图函数。我所做的是迭代每个像素，为每个通道找到合适的函数，并在通道上应用它。例如，像素为RGB=[100 2000 4000]。在R通道上，我将应用第一个函数，因为100在0-500范围内。但是，在G和B通道上，我将应用第二个函数，因为它们的值在501-4095中

但是，通过这种方式，我实际上改变了像素的实际颜色，因为我在像素的通道上应用了不同的函数

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你能建议怎么做，或者至少给我一个方向，或者给我看一些文章吗？

你正在做的是一个非常简单的成像操作，通常应用于图像和视频处理。有时它（不精确地）被称为查找表（LUT），即使它并不总是通过实际的查找表实现。例如伽马调整或日志编码

例如，这种编码的一个例子是sRGB，它是线性光的伽马编码。您可以在此处阅读：。你会看到它有一个非线性调整

LUT这个名字意味着一种很好的方法。如果可以将图像设置为uint8或uint16值集，则可以为任何输入值创建所需输出值的向量。查找表的元素数与变量类型的可能范围相同。如果您使用的是uint8，那么将有一个256个值的查找表。这样查找就很容易了，只需将图像值用作LUT的索引，即可获得结果值。这种计算效率是LUT得到如此广泛应用的原因

在您的情况下，由于您在RGB空间中工作，因此可以将曲线以完全相同的方式应用于三个颜色通道中的每一个。因此，RGB空间很好。然而，由于各种原因，有时每个通道实现不同的LUT

因此，如果您有一个图像（我们将使用MATLAB中包含的一个图像，并通过缩放它来假装它是12位的）：

对于您的LUT，您可以将其实现为：

lut = uint8([(0:500).*(1/5), (501:4095).*((255-101)/(4095-501)) + 79.5326]);
plot(lut);  %Take a look at the lut

这就是你在问题中描述的分段计算

您可以通过以下方式制作新图像：

convertedimage = lut(double(someimage)+1);
image(convertedimage);

请注意，因为MATLAB使用双精度索引（基于一个双精度索引），所以需要正确地转换并添加一个双精度索引。这并不像你想象的那么慢；MATLAB就是这样做的。我已经使用MATLAB几十年了，这对我来说仍然很奇怪

这种方法可以让您对LUT创建（日志、exp等）产生兴趣，而且它仍然运行得非常快

在您的情况下，您的LUT只需要4096个元素，因为您的输入数据只有12位。您可能需要小心边界，因为uint16可能具有更高的值。一种简单的绑定方法是使用

min

和

end

功能：

convertedimage = lut(min(double(someimage)+1, end));

现在，这已经实现了您的函数，但是您可能需要一个稍微不同的函数。例如，这种类型的常见功能是简单的gamma调整。gamma为2.2表示通过将传入图像值取1/2.2次方（如果在0和1之间缩放）来缩放传入图像值。我们可以创建如下LUT：

lutgamma = uint8(256.*(((0:4095)./4095).^(1/2.2)));
plot(lutgamma);

同样，我们通过一个简单的索引应用LUT：

convertedimage = lutgamma(min(double(someimage)+1, end));

我们得到以下图像：

使用平滑LUT通常会提高整体图像质量。分段线性LUT将导致结果图像在着色区域中具有奇数不连续性

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这些在许多成像系统中非常常见，因此LUT具有文件格式。要明白我的意思，请看一家大型相机公司的这张照片。LUT是一个大问题，看起来你的思路是正确的。

我想你指的是Photoshop称之为“增强单色对比度”的东西，如图所示-请看“第3步：尝试不同的算法”

基本上，我认为您可以在所有通道中找到一个单个最小值，并在所有3个通道中找到一个单个最大值，并对所有通道应用相同的缩放，而不是使用各自的最小值和最大值单独执行每个通道

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或者，您可以转换到Lab（亮度加

a

和

b

）模式，并将您的功能应用到亮度通道（不影响保存颜色信息的

a

和

b

通道），然后转换回RGB，您的颜色不受影响。

我认为这被称为a。我的第一个想法是，最好使用RGB或替代RGB。我有两个问题：1-什么是

79.5326

number？2-即使在该解决方案中，每个通道也将应用不同的功能。假设rgbPxl=[5020003000]。第一个功能将应用于红色通道，第二个功能将应用于绿色和蓝色通道，不是吗？因此，我们将更改实际颜色。我在理解中是否遗漏了什么？我说的对吗？即使在你的方法中，两个不同的函数也将应用于每个通道？常数

79.5326

只是分段线性函数第二部分的线性偏移值。它是根据

101-501*（255-101）/（4095-501）

计算的。所示示例将相同的LUT应用于每个通道，这是RGB空间中保持颜色所需的。如果我们想对每个通道应用不同的函数，我们需要专门独立地对每个颜色通道进行索引，比如“convertedimage（：，：，1）=lut（double（someimage（：，：，1））+1；”对于红色通道等，我了解每个通道使用相同的LUT。但是，我看到的是：第一条曲线

convertedimage = lutgamma(min(double(someimage)+1, end));