Chuyển Đổi Hệ Màu trong OpenCV

Trong xử lý hình ảnh đôi lúc sẽ có nhu cầu đưa hình ảnh về những hệ màu phù hợp với từng thuật toán.

Ví dụ đối với một số yêu cầu ảnh bài toán đầu vào là hệ grayscale hay những thuật toán yêu cầu hệ màu HSV để xét ngưỡng sáng của ảnh.

Bài viết giới thiệu và hướng dẫn sử dụng các hàm trong OpenCV giúp hỗ trợ chuyển đổi các hệ màu trong xử lý ảnh.

Chuyển đổi các hệ màu trong OpenCV

OpenCV là thư viện chuyên xử lý hình ảnh với các hệ màu như RGB, ARGB, BGRA, YUV, HSV, ...

Hàm cv::cvtColor thực hiện chức năng chuyển đổi giữa các hệ màu này.

CV_EXPORTS_W void cvtColor(InputArray src, OutputArray dst, int code, int dstCn = 0);

• src: ảnh đầu vào 8 bit unsigned (CV_8U) hoặc 16 bit unsigned (CV_16U).
• des: ảnh đầu ra có cùng size và depth như đầu vào.
• code: quy định sẽ convert từ mã màu nào sang mã màu nào.
  • Cấu trúc: CV_[MÃ MÀU NGUỒN]2[MÃ MÀU ĐÍCH]
  • Ví dụ CV_RGB2GRAY sẽ chuyển từ hệ RGB sang GRAY

Hiện thực chuyển đổi hệ màu của ảnh trong OpenCV

Các hằng số hỗ trợ chuyển đổi hệ màu

/** Constants for color conversion */
enum
{
    CV_BGR2BGRA    =0,
    CV_RGB2RGBA    =CV_BGR2BGRA,

    CV_BGRA2BGR    =1,
    CV_RGBA2RGB    =CV_BGRA2BGR,

    CV_BGR2RGBA    =2,
    CV_RGB2BGRA    =CV_BGR2RGBA,

    CV_RGBA2BGR    =3,
    CV_BGRA2RGB    =CV_RGBA2BGR,

    CV_BGR2RGB     =4,
    CV_RGB2BGR     =CV_BGR2RGB,

    CV_BGRA2RGBA   =5,
    CV_RGBA2BGRA   =CV_BGRA2RGBA,

    CV_BGR2GRAY    =6,
    CV_RGB2GRAY    =7,
    CV_GRAY2BGR    =8,
    CV_GRAY2RGB    =CV_GRAY2BGR,
    CV_GRAY2BGRA   =9,
    CV_GRAY2RGBA   =CV_GRAY2BGRA,
    CV_BGRA2GRAY   =10,
    CV_RGBA2GRAY   =11,

    CV_BGR2BGR565  =12,
    CV_RGB2BGR565  =13,
    CV_BGR5652BGR  =14,
    CV_BGR5652RGB  =15,
    CV_BGRA2BGR565 =16,
    CV_RGBA2BGR565 =17,
    CV_BGR5652BGRA =18,
    CV_BGR5652RGBA =19,

    CV_GRAY2BGR565 =20,
    CV_BGR5652GRAY =21,

    CV_BGR2BGR555  =22,
    CV_RGB2BGR555  =23,
    CV_BGR5552BGR  =24,
    CV_BGR5552RGB  =25,
    CV_BGRA2BGR555 =26,
    CV_RGBA2BGR555 =27,
    CV_BGR5552BGRA =28,
    CV_BGR5552RGBA =29,

    CV_GRAY2BGR555 =30,
    CV_BGR5552GRAY =31,

    CV_BGR2XYZ     =32,
    CV_RGB2XYZ     =33,
    CV_XYZ2BGR     =34,
    CV_XYZ2RGB     =35,

    CV_BGR2YCrCb   =36,
    CV_RGB2YCrCb   =37,
    CV_YCrCb2BGR   =38,
    CV_YCrCb2RGB   =39,

    CV_BGR2HSV     =40,
    CV_RGB2HSV     =41,

    CV_BGR2Lab     =44,
    CV_RGB2Lab     =45,

    CV_BayerBG2BGR =46,
    CV_BayerGB2BGR =47,
    CV_BayerRG2BGR =48,
    CV_BayerGR2BGR =49,

    CV_BayerBG2RGB =CV_BayerRG2BGR,
    CV_BayerGB2RGB =CV_BayerGR2BGR,
    CV_BayerRG2RGB =CV_BayerBG2BGR,
    CV_BayerGR2RGB =CV_BayerGB2BGR,

    CV_BGR2Luv     =50,
    CV_RGB2Luv     =51,
    CV_BGR2HLS     =52,
    CV_RGB2HLS     =53,

    CV_HSV2BGR     =54,
    CV_HSV2RGB     =55,

    CV_Lab2BGR     =56,
    CV_Lab2RGB     =57,
    CV_Luv2BGR     =58,
    CV_Luv2RGB     =59,
    CV_HLS2BGR     =60,
    CV_HLS2RGB     =61,

    CV_BayerBG2BGR_VNG =62,
    CV_BayerGB2BGR_VNG =63,
    CV_BayerRG2BGR_VNG =64,
    CV_BayerGR2BGR_VNG =65,

    CV_BayerBG2RGB_VNG =CV_BayerRG2BGR_VNG,
    CV_BayerGB2RGB_VNG =CV_BayerGR2BGR_VNG,
    CV_BayerRG2RGB_VNG =CV_BayerBG2BGR_VNG,
    CV_BayerGR2RGB_VNG =CV_BayerGB2BGR_VNG,

    CV_BGR2HSV_FULL = 66,
    CV_RGB2HSV_FULL = 67,
    CV_BGR2HLS_FULL = 68,
    CV_RGB2HLS_FULL = 69,

    CV_HSV2BGR_FULL = 70,
    CV_HSV2RGB_FULL = 71,
    CV_HLS2BGR_FULL = 72,
    CV_HLS2RGB_FULL = 73,

    CV_LBGR2Lab     = 74,
    CV_LRGB2Lab     = 75,
    CV_LBGR2Luv     = 76,
    CV_LRGB2Luv     = 77,

    CV_Lab2LBGR     = 78,
    CV_Lab2LRGB     = 79,
    CV_Luv2LBGR     = 80,
    CV_Luv2LRGB     = 81,

    CV_BGR2YUV      = 82,
    CV_RGB2YUV      = 83,
    CV_YUV2BGR      = 84,
    CV_YUV2RGB      = 85,

    CV_BayerBG2GRAY = 86,
    CV_BayerGB2GRAY = 87,
    CV_BayerRG2GRAY = 88,
    CV_BayerGR2GRAY = 89,

    //YUV 4:2:0 formats family
    CV_YUV2RGB_NV12 = 90,
    CV_YUV2BGR_NV12 = 91,
    CV_YUV2RGB_NV21 = 92,
    CV_YUV2BGR_NV21 = 93,
    CV_YUV420sp2RGB = CV_YUV2RGB_NV21,
    CV_YUV420sp2BGR = CV_YUV2BGR_NV21,

    CV_YUV2RGBA_NV12 = 94,
    CV_YUV2BGRA_NV12 = 95,
    CV_YUV2RGBA_NV21 = 96,
    CV_YUV2BGRA_NV21 = 97,
    CV_YUV420sp2RGBA = CV_YUV2RGBA_NV21,
    CV_YUV420sp2BGRA = CV_YUV2BGRA_NV21,

    CV_YUV2RGB_YV12 = 98,
    CV_YUV2BGR_YV12 = 99,
    CV_YUV2RGB_IYUV = 100,
    CV_YUV2BGR_IYUV = 101,
    CV_YUV2RGB_I420 = CV_YUV2RGB_IYUV,
    CV_YUV2BGR_I420 = CV_YUV2BGR_IYUV,
    CV_YUV420p2RGB = CV_YUV2RGB_YV12,
    CV_YUV420p2BGR = CV_YUV2BGR_YV12,

    CV_YUV2RGBA_YV12 = 102,
    CV_YUV2BGRA_YV12 = 103,
    CV_YUV2RGBA_IYUV = 104,
    CV_YUV2BGRA_IYUV = 105,
    CV_YUV2RGBA_I420 = CV_YUV2RGBA_IYUV,
    CV_YUV2BGRA_I420 = CV_YUV2BGRA_IYUV,
    CV_YUV420p2RGBA = CV_YUV2RGBA_YV12,
    CV_YUV420p2BGRA = CV_YUV2BGRA_YV12,

    CV_YUV2GRAY_420 = 106,
    CV_YUV2GRAY_NV21 = CV_YUV2GRAY_420,
    CV_YUV2GRAY_NV12 = CV_YUV2GRAY_420,
    CV_YUV2GRAY_YV12 = CV_YUV2GRAY_420,
    CV_YUV2GRAY_IYUV = CV_YUV2GRAY_420,
    CV_YUV2GRAY_I420 = CV_YUV2GRAY_420,
    CV_YUV420sp2GRAY = CV_YUV2GRAY_420,
    CV_YUV420p2GRAY = CV_YUV2GRAY_420,

    //YUV 4:2:2 formats family
    CV_YUV2RGB_UYVY = 107,
    CV_YUV2BGR_UYVY = 108,
    //CV_YUV2RGB_VYUY = 109,
    //CV_YUV2BGR_VYUY = 110,
    CV_YUV2RGB_Y422 = CV_YUV2RGB_UYVY,
    CV_YUV2BGR_Y422 = CV_YUV2BGR_UYVY,
    CV_YUV2RGB_UYNV = CV_YUV2RGB_UYVY,
    CV_YUV2BGR_UYNV = CV_YUV2BGR_UYVY,

    CV_YUV2RGBA_UYVY = 111,
    CV_YUV2BGRA_UYVY = 112,
    //CV_YUV2RGBA_VYUY = 113,
    //CV_YUV2BGRA_VYUY = 114,
    CV_YUV2RGBA_Y422 = CV_YUV2RGBA_UYVY,
    CV_YUV2BGRA_Y422 = CV_YUV2BGRA_UYVY,
    CV_YUV2RGBA_UYNV = CV_YUV2RGBA_UYVY,
    CV_YUV2BGRA_UYNV = CV_YUV2BGRA_UYVY,

    CV_YUV2RGB_YUY2 = 115,
    CV_YUV2BGR_YUY2 = 116,
    CV_YUV2RGB_YVYU = 117,
    CV_YUV2BGR_YVYU = 118,
    CV_YUV2RGB_YUYV = CV_YUV2RGB_YUY2,
    CV_YUV2BGR_YUYV = CV_YUV2BGR_YUY2,
    CV_YUV2RGB_YUNV = CV_YUV2RGB_YUY2,
    CV_YUV2BGR_YUNV = CV_YUV2BGR_YUY2,

    CV_YUV2RGBA_YUY2 = 119,
    CV_YUV2BGRA_YUY2 = 120,
    CV_YUV2RGBA_YVYU = 121,
    CV_YUV2BGRA_YVYU = 122,
    CV_YUV2RGBA_YUYV = CV_YUV2RGBA_YUY2,
    CV_YUV2BGRA_YUYV = CV_YUV2BGRA_YUY2,
    CV_YUV2RGBA_YUNV = CV_YUV2RGBA_YUY2,
    CV_YUV2BGRA_YUNV = CV_YUV2BGRA_YUY2,

    CV_YUV2GRAY_UYVY = 123,
    CV_YUV2GRAY_YUY2 = 124,
    //CV_YUV2GRAY_VYUY = CV_YUV2GRAY_UYVY,
    CV_YUV2GRAY_Y422 = CV_YUV2GRAY_UYVY,
    CV_YUV2GRAY_UYNV = CV_YUV2GRAY_UYVY,
    CV_YUV2GRAY_YVYU = CV_YUV2GRAY_YUY2,
    CV_YUV2GRAY_YUYV = CV_YUV2GRAY_YUY2,
    CV_YUV2GRAY_YUNV = CV_YUV2GRAY_YUY2,

    // alpha premultiplication
    CV_RGBA2mRGBA = 125,
    CV_mRGBA2RGBA = 126,

    CV_RGB2YUV_I420 = 127,
    CV_BGR2YUV_I420 = 128,
    CV_RGB2YUV_IYUV = CV_RGB2YUV_I420,
    CV_BGR2YUV_IYUV = CV_BGR2YUV_I420,

    CV_RGBA2YUV_I420 = 129,
    CV_BGRA2YUV_I420 = 130,
    CV_RGBA2YUV_IYUV = CV_RGBA2YUV_I420,
    CV_BGRA2YUV_IYUV = CV_BGRA2YUV_I420,
    CV_RGB2YUV_YV12  = 131,
    CV_BGR2YUV_YV12  = 132,
    CV_RGBA2YUV_YV12 = 133,
    CV_BGRA2YUV_YV12 = 134,

    // Edge-Aware Demosaicing
    CV_BayerBG2BGR_EA = 135,
    CV_BayerGB2BGR_EA = 136,
    CV_BayerRG2BGR_EA = 137,
    CV_BayerGR2BGR_EA = 138,

    CV_BayerBG2RGB_EA = CV_BayerRG2BGR_EA,
    CV_BayerGB2RGB_EA = CV_BayerGR2BGR_EA,
    CV_BayerRG2RGB_EA = CV_BayerBG2BGR_EA,
    CV_BayerGR2RGB_EA = CV_BayerGB2BGR_EA,

    CV_COLORCVT_MAX  = 139
};

Module imgproc

Để sử dụng hàm cv:cvtColor, cần #include imgproc của OpenCV.

#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>

Hiện thực chuyển đổi ảnh nguồn RGB sang Gray

Chương trình chuyển đổi ảnh nguồn RGB sang các hệ màu Gray

//
//  main.cpp
//  OpenCVTest
//
//  Created by NguyenNghia on 11/11/16.
//  Copyright © 2016 nguyennghia. All rights reserved.
//

#include <iostream>
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>

using namespace std;
using namespace cv;

#define INPUT "input.jpg"

int main(int argc, const char * argv[])
{
    // Data structure store image
    Mat imageRGB;
    Mat imageGray;
    Mat imageHSV;
    Mat imageYUV;
    
    // Read image from file with flags CV_LOAD
    imageRGB = imread(INPUT, CV_LOAD_IMAGE_COLOR);
    
    // Check image
    if(imageRGB.empty())
    {
        cout << "can't open or read image" << endl;
    }
    else
    {
        // Create Windows to display
        cv::cvtColor(imageRGB, imageGray, CV_RGB2GRAY);
   
        namedWindow("Image RGB", WINDOW_AUTOSIZE);
        namedWindow("Image GRAY", WINDOW_AUTOSIZE);

        // Show image
        imshow("Image RGB", imageRGB);
        imshow("Image GRAY", imageGray);

        waitKey();
    }
    return 0;
}

Kết quả