چرا از فضای رنگی مختلف استفاده می کنیم؟

از فضای رنگی مختلف استفاده می کنیم چون این امکان در آن فضای رنگی به ما داده میشه تا بتوینم رنگ دلخواه مان را به راحتی از محدوده دیگر رنگ ها جدا کنیم .فرض کنید که شما قصد دارید رنگ سبز را در تصویر فیلتر نمایید این بازه شامل طیفی می باشد که یک سمت آن سبز تیره و در سمت دیگر آن سبز روشن می باشد برای جدا کردن آن در فضای رنگی RGB این امکان وجود ندارد که شما بتوان به صورت خطی یعنی هر کانال با یک شرط بازه رنگ دلخواه را انتخاب نمائید پس به خاطر چنین مشکلاتی تصویر را به فضای رنگی HSV انتقال می دهیم که این فضا از اجزای Hue (رنگدانه) ،Saturation(اشباع) و Value(روشنایی) تشکیل شده.برای تفکیک رنگ سبز در این فضای رنگی کافیست محدوده Hue خود که مربوط به رنگ مورد نظر را انتخاب کرده و سپس کل محدوه اشباع و در نهایت انتخاب محدوده دلخواه برای روشنایی پس در این فضای رنگی به راحتی تونستید رنگ دلخواه خودتون را انتخاب کنید.

تبدیل فضای رنگی در opencv

در کتابخانه Opencv می تونیم از تابع cvtColor استفاده کنیم.

مثال:

/*------------------------------------------------------------------------------------------*\
This file contains material supporting chapter 3 of the cookbook:
Computer Vision Programming using the OpenCV Library
Second Edition
by Robert Laganiere, Packt Publishing, 2013.

This program is free software; permission is hereby granted to use, copy, modify,
and distribute this source code, or portions thereof, for any purpose, without fee,
subject to the restriction that the copyright notice may not be removed
or altered from any source or altered source distribution.
The software is released on an as-is basis and without any warranties of any kind.
In particular, the software is not guaranteed to be fault-tolerant or free from failure.
The author disclaims all warranties with regard to this software, any use,
and any consequent failure, is purely the responsibility of the user.

Copyright (C) 2013 Robert Laganiere, www.laganiere.name
\*------------------------------------------------------------------------------------------*/

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

#include <iostream>
#include <vector>

void detectHScolor(const cv::Mat& image, // input image
double minHue, double maxHue, // Hue interval
double minSat, double maxSat, // saturation interval
cv::Mat& mask) { // output mask

// convert into HSV space
cv::Mat hsv;
cv::cvtColor(image, hsv, CV_BGR2HSV);

// split the 3 channels into 3 images
std::vector<cv::Mat> channels;
cv::split(hsv, channels);
// channels[0] is the Hue
// channels[1] is the Saturation
// channels[2] is the Value

// Hue masking
cv::Mat mask1; // under maxHue
cv::threshold(channels[0], mask1, maxHue, 255, cv::THRESH_BINARY_INV);
cv::Mat mask2; // over minHue
cv::threshold(channels[0], mask2, minHue, 255, cv::THRESH_BINARY);

cv::Mat hueMask; // hue mask
if (minHue < maxHue)
hueMask = mask1 & mask2;
else // if interval crosses the zero-degree axis
hueMask = mask1 | mask2;

// Saturation masking
// under maxSat
cv::threshold(channels[1], mask1, maxSat, 255, cv::THRESH_BINARY_INV);
// over minSat
cv::threshold(channels[1], mask2, minSat, 255, cv::THRESH_BINARY);

cv::Mat satMask; // saturation mask
satMask = mask1 & mask2;

// combined mask
mask = hueMask&satMask;
}

int main()
{
// read the image
cv::Mat image= cv::imread("boldt.jpg");
if (!image.data)
return 0;

// show original image
cv::namedWindow("Original image");
cv::imshow("Original image",image);

// convert into HSV space
cv::Mat hsv;
cv::cvtColor(image, hsv, CV_BGR2HSV);

// split the 3 channels into 3 images
std::vector<cv::Mat> channels;
cv::split(hsv,channels);
// channels[0] is the Hue
// channels[1] is the Saturation
// channels[2] is the Value

// display value
cv::namedWindow("Value");
cv::imshow("Value",channels[2]);

// display saturation
cv::namedWindow("Saturation");
cv::imshow("Saturation",channels[1]);

// display hue
cv::namedWindow("Hue");
cv::imshow("Hue",channels[0]);

// image with fixed value
cv::Mat newImage;
cv::Mat tmp(channels[2].clone());
// Value channel will be 255 for all pixels
channels[2]= 255;
// merge back the channels
cv::merge(channels,hsv);
// re-convert to BGR
cv::cvtColor(hsv,newImage,CV_HSV2BGR);

cv::namedWindow("Fixed Value Image");
cv::imshow("Fixed Value Image",newImage);

// image with fixed saturation
channels[1]= 255;
channels[2]= tmp;
cv::merge(channels,hsv);
cv::cvtColor(hsv,newImage,CV_HSV2BGR);

cv::namedWindow("Fixed saturation");
cv::imshow("Fixed saturation",newImage);

// image with fixed value and fixed saturation
channels[1]= 255;
channels[2]= 255;
cv::merge(channels,hsv);
cv::cvtColor(hsv,newImage,CV_HSV2BGR);

cv::namedWindow("Fixed saturation/value");
cv::imshow("Fixed saturation/value",newImage);

// Testing skin detection

// read the image
image= cv::imread("girl.jpg");
if (!image.data)
return 0;

// show original image
cv::namedWindow("Original image");
cv::imshow("Original image",image);

// detect skin tone
cv::Mat mask;
detectHScolor(image,
160, 10, // hue from 320 degrees to 20 degrees
25, 166, // saturation from ~0.1 to 0.65
mask);

// show masked image
cv::Mat detected(image.size(), CV_8UC3, cv::Scalar(0, 0, 0));
image.copyTo(detected, mask);
cv::imshow("Detection result",detected);

// A test comparing luminance and brightness

// create linear intensity image
cv::Mat linear(100,256,CV_8U);
for (int i=0; i<256; i++) {

linear.col(i)= i;
}

// create a Lab image
linear.copyTo(channels[0]);
cv::Mat constante(100,256,CV_8U,cv::Scalar(128));
constante.copyTo(channels[1]);
constante.copyTo(channels[2]);
cv::merge(channels,image);

// convert back to BGR
cv::Mat brightness;
cv::cvtColor(image,brightness, CV_Lab2BGR);
cv::split(brightness, channels);

// create combined image
cv::Mat combined(200,256, CV_8U);
cv::Mat half1(combined,cv::Rect(0,0,256,100));
linear.copyTo(half1);
cv::Mat half2(combined,cv::Rect(0,100,256,100));
channels[0].copyTo(half2);

cv::namedWindow("Luminance vs Brightness");
cv::imshow("Luminance vs Brightness",combined);

cv::waitKey();
}

منبع