Преобразование RGB в оттенки серого / интенсивность

Конкретные числа в вопросе взяты из CCIR 601 (см. Ссылку на Википедию ниже).

Если вы конвертируете RGB в оттенки серого с немного другими числами / разными методами, вы не увидите большой разницы на обычном экране компьютера при нормальных условиях освещения - попробуйте.

Вот еще несколько ссылок по цвету в целом:

Википедия Luma

Выдающийся веб-сайт Брюса Линдблума

глава 4 о цвете в книге Колина Уэра «Визуализация информации», isbn 1-55860-819-2; эта длинная ссылка на Ware в books.google. com может работать или не работать

cambridgeincolor: отличные, хорошо написанные руководства о том, как получать, интерпретировать и обрабатывать цифровые фотографии с помощью визуально-ориентированный подход, при котором концепция важнее процедуры »

Если вы столкнетесь с «линейным» и «нелинейным» RGB, вот часть моей старой заметки по этому поводу. Повторяю, на практике большой разницы не увидишь.

RGB -> ^ гамма -> Y -> L *

В науке о цвете обычные значения RGB, такие как html rgb (10%, 20%, 30%), называются "нелинейными" или Гамма исправлена ​​. «Линейные» значения определяются как

Rlin = R^gamma,  Glin = G^gamma,  Blin = B^gamma

где гамма 2.2 для многих ПК. Обычные R G B иногда записываются как R 'G' B '(R' = Rlin ^ (1 / gamma)) (пуристический щелчок языком), но здесь я опущу '.

Яркость на ЭЛТ-дисплее пропорциональна RGBlin = RGB ^ gamma, поэтому 50% серого на ЭЛТ довольно темное: 0,5 ^ 2,2 = 22% максимальной яркости. (ЖК-дисплеи более сложные; кроме того, некоторые видеокарты компенсируют гамму.)

Чтобы получить меру яркости, называемую L*, из RGB, сначала разделите R G B на 255 и вычислите

Y = .2126 * R^gamma + .7152 * G^gamma + .0722 * B^gamma

Это Y в цветовом пространстве XYZ; это мера «яркости» цвета. (Реальные формулы не совсем x ^ gamma, но близки; придерживайтесь x ^ gamma для первого прохода.)

Наконец-то,

L* = 116 * Y ^ 1/3 - 16

«... стремится к единообразию восприятия [и] полностью соответствует человеческому восприятию легкости». - Википедия Цветовое пространство лаборатории

Я обнаружил, что эта публикация ссылается на предыдущий аналогичный вопрос. Это очень полезно:

http://cadik.posvete.cz/color_to_gray_evaluation/

Он показывает «тонны» различных методов для создания изображений в градациях серого с разными результатами!

Вот код в c для преобразования RGB в оттенки серого. Реальный вес, используемый для преобразования RGB в оттенки серого, составляет 0,3R + 0,6G + 0,11B. эти веса не являются абсолютно критичными, так что вы можете с ними поиграть. Я сделал их 0,25R + 0,5G + 0,25B. Это дает немного более темное изображение.

ПРИМЕЧАНИЕ. В следующем коде предполагается, что 32-битный пиксельный формат xRGB.

unsigned int *pntrBWImage=(unsigned int*)..data pointer..;  //assumes 4*width*height bytes with 32 bits i.e. 4 bytes per pixel
unsigned int fourBytes;
        unsigned char r,g,b;
        for (int index=0;index<width*height;index++)
        {
            fourBytes=pntrBWImage[index];//caches 4 bytes at a time
            r=(fourBytes>>16);
            g=(fourBytes>>8);
            b=fourBytes;

            I_Out[index] = (r >>2)+ (g>>1) + (b>>2); //This runs in 0.00065s on my pc and produces slightly darker results
            //I_Out[index]=((unsigned int)(r+g+b))/3;     //This runs in 0.0011s on my pc and produces a pure average
        }

Вот статья о том, как были получены эти числа (или аналогичные):

https://web.archive.org/web/20160303201512/http://www.cis.rit.edu/mcsl/research/broadbent/CIE1931_RGB.pdf

Дополнительную информацию см. В FAQ по цвету. . Эти значения получены из стандартизации значений RGB, которые мы используем в наших дисплеях. Фактически, согласно FAQ по цвету, используемые вами значения устарели, поскольку они являются значениями, используемыми для исходного стандарта NTSC, а не для современных мониторов.

Каков источник этих ценностей?

"Источником" опубликованных коэффициентов являются спецификации NTSC, которые можно увидеть в Rec601 и Характеристики телевидения.

«Конечным источником» являются эксперименты CIE около 1931 года по восприятию цвета людьми. Спектральный отклик человеческого зрения неоднороден. Эксперименты привели к взвешиванию трехцветных значений на основе восприятия. Наши колбочки L, M и S ¹ чувствительны к длинам волн света, которые мы идентифицируем как "красный", "зеленый" и "синий" (соответственно), из которых и происходят основные цвета трехцветных элементов. . ²

Спектральные веса линейного света ³ для sRGB (и Rec709) следующие:

R _lin * 0,2126 + G _lin * 0,7152 + B _lin * 0,0722 = Y

Они относятся к цветовым пространствам sRGB и Rec709, которые предназначены для представления компьютерных мониторов (sRGB) или мониторов HDTV (Rec709), и подробно описаны в документах ITU для Rec709, а также BT.2380- 2 (10/2018)

СНОСКИ (1) Колбочки - это клетки сетчатки глаза, определяющие цвет.
(2) Однако выбранные трехцветные длины волн НЕ находятся на "пике" каждого тип конуса - вместо этого значения трехцветного стимула выбираются таким образом, чтобы они стимулировали один тип конуса значительно больше, чем другой, то есть разделение стимула.
(3) Вам необходимо линеаризовать свои значения sRGB перед применением коэффициентов. Я обсуждаю это в другом ответе здесь.

Начнем список, чтобы перечислить, как это делают разные программные пакеты. Вот хороший документ CVPR, который стоит прочитать.

FreeImage

#define LUMA_REC709(r, g, b)    (0.2126F * r + 0.7152F * g + 0.0722F * b)
#define GREY(r, g, b) (BYTE)(LUMA_REC709(r, g, b) + 0.5F)

OpenCV

nVidia Performance Primitives

Intel Performance Primitives

Matlab

nGray =  0.299F * R + 0.587F * G + 0.114F * B; 

Эти ценности варьируются от человека к человеку, особенно для людей с дальтонизмом.

действительно ли все это необходимо, человеческое восприятие и ЭЛТ по сравнению с ЖК-дисплеем будут различаться, но интенсивность R G B - нет. Почему бы не L = (R + G + B)/3 и не установить для нового RGB значения L, L, L?