如何提取照片的对比度级别 - opencv

Question

我需要返回图像的（平均）对比度值。这可能吗，如果可以，请说明如何？不仅仅是代码，（显然代码是受欢迎的），我应该在什么颜色空间中工作？HSV 是合适的还是最好的？可以计算单个像素的对比度值吗？

Answer 1

对比度可以从任何强度 (I) 中计算，例如 LAB 中的 L，或 HSI 中的 I 或 HSV 中的 V 或 YCbCr 中的 Y（甚至来自去饱和的图像的灰度版本）使用全局最大值和最小值或每个像素周围某个区域的平均值。LAB 色彩空间经常被使用，但我不知道是否有任何关于哪个是“最好的”的普遍共识。

一种公式是：

对比度=（Imax - Imin）/（Imax + Imin）

看这里

1) Convert the image to say LAB and get the L channel
2) Compute the max for an NxN neighborhood around each pixel
3) Compute the min for an NxN neighborhood around each pixel
4) Compute the contrast from the equation above at each pixel.
5) Compute the average for all pixels in the result of step 4)

例如，其中 N 是一些小整数，例如 5 或 7。

使用 ImageMagick（unix 语法），这将是：

magick zelda1.jpg -colorspace LAB -channel 0 -separate +channel \
\( -clone 0 -statistic maximum 5x5 \) \
\( -clone 0 -statistic minimum 5x5 \) \
\( -clone 1 -clone 2 +swap -define compose:clamp=off -compose minus -composite \) \
\( -clone 1 -clone 2 +swap -define compose:clamp=off -compose plus -composite \) \
-delete 0-2 \
+swap -define compose:clamp=off -compose divide -composite \
-scale 1x1! -format "%[fx:100*u]\%" info:

17.4745%

1 个像素的对比度实际上是给定像素周围 3x3 邻域的上述公式。邻域可以包含所有 8 个周围像素或仅包含给定像素周围的顶部、底部、左侧、右侧像素。

单个像素本身不能有对比度。对比度是一个相对（差异）概念，所以至少在两个像素之间。

请注意，NxN 结构元素的侵蚀和膨胀等效于最小值和最大值。

这是 OpenCV 中的代码：

#!/bin/python3.7

import cv2
import numpy as np

# read image
img = cv2.imread("zelda1.jpg")

# convert to LAB color space
lab = cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2LAB)

# separate channels
L,A,B=cv2.split(lab)

# compute minimum and maximum in 5x5 region using erode and dilate
kernel = np.ones((5,5),np.uint8)
min = cv2.erode(L,kernel,iterations = 1)
max = cv2.dilate(L,kernel,iterations = 1)

# convert min and max to floats
min = min.astype(np.float64) 
max = max.astype(np.float64) 

# compute local contrast
contrast = (max-min)/(max+min)

# get average across whole image
average_contrast = 100*np.mean(contrast)

print(str(average_contrast)+"%")

17.481959221048086%