/*
* FileName : lookup_table.cpp
* Author : xiahouzuoxin @163.com
* Version : v1.0
* Date : Sun 01 Jun 2014 04:35:37 PM CST
* Brief :
*
* Copyright (C) MICL,USTB
*/
#include <cv.h>
#include <highgui.h>
using namespace std;
using namespace cv;
#define QUAN_VAL1 (10)
#define QUAN_VAL2 (100)
void CreateLookupTable(Mat& table, uchar quan_val)
{
table.create(1,256,CV_8UC1);
uchar *p = table.data;
for(int i = 0; i < 256; ++i)
{
p[i] = quan_val*(i/quan_val);
}
}
int main(int argc, char *argv[])
{
Mat img;
Mat out1;
Mat out2;
if (argc < 2) {
cout << "Please input image file name." << endl;
return -1;
}
img = imread(argv[1], 1);
Mat table;
CreateLookupTable(table, QUAN_VAL1);
LUT(img, table, out1);
CreateLookupTable(table, QUAN_VAL2);
LUT(img, table, out2); // Call OpenCV function
namedWindow("Lena", CV_WINDOW_NORMAL);
imshow("Lena", img);
namedWindow("QUAN_VAL=10", CV_WINDOW_NORMAL);
imshow("QUAN_VAL=10", out1);
namedWindow("QUAN_VAL=100", CV_WINDOW_NORMAL);
imshow("QUAN_VAL=100", out2);
waitKey(0);
return 0;
}
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为什么要使用查找表?
一般的灰度图像有256个灰度级,而有时我们并不需要这么精确的灰度级(严重影响运算时间),比如黑白图像。这意味着我们以一个新的输入值划分当前的颜色空间,比如灰度到黑白色,将0
127灰度值直接赋值0,128255赋值1,最终得到较少的黑白两色。查找表就扮演着这种降低灰度级而提高运算速度的角色。量化前和量化后的灰度值可以用下面的表达式表示:其中Q表示量化级别,如取10,表示:灰度值1-10用灰度值1表示,灰度值11-20用灰度值11表示,以此类推!
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使用上面公式和查找表有毛关系,当然没有,但上面公式代价就是要对图片遍历的每个灰度值都计算一次。因此,本着程序设计中的“以空间换时间”的基本算法策略,引入查找表,查找表就是将0~255个灰度值量化后的结果提前计算好存储在一个表中,上面程序中的CreateLookupTable就是完成该功能的函数。从程序中可以看出,查找表的数据结构定义为Mat类型。
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有了查找表后,要对图像中的像素灰度值进行替换,OpenVC提供了使用查找表直接计算出量化灰度级后图像的函数——LUT,其函数原型为:
//! transforms array of numbers using a lookup table: dst(i)=lut(src(i)) CV_EXPORTS_W void LUT(InputArray src, InputArray lut, OutputArray dst, int interpolation=0);
注意哦,我们程序中定义的查找表类型为Mat,这里LUT的输入输出参数类型怎么是InputArray和OutputArray。在OpenCV中,InputArray/OutputArray这个接口类可以是Mat、Mat_、Mat_<T, m, n>、vector、vector<vector>、vector。
也就意味着当你看refman或者源代码时,如果看见函数的参数类型是InputArray/OutputArray型时,把上诉几种类型作为参数都是可以的。
另外,请注意,InputArray/OutputArray只能作为函数的形参参数使用,不要试图声明一个InputArray类型的变量,OutputArray也只是InputArray的派生。还有,还有就是OutputArrayOfArrays、InputOutputArray、InputOutputArrayOfArrays都是OutputArray的别名,碰到别慌张!
江南好,千钟美酒,一曲满庭芳
左边是原始图片;中间是量化值Q=10时的结果,信息丢失很少;右边是量化值Q=100的图片,很多信息丢失了,但也别有一番风味。