在 Numpy/OpenCV 中将图像从 BGR 转换为 sRGB答案

【问题标题】：Transform image from BGR to sRGB in Numpy/OpenCV在 Numpy/OpenCV 中将图像从 BGR 转换为 sRGB
【发布时间】：2021-04-21 15:11:38
【问题描述】：

给定一个 BGR 格式的 numpy 尺寸数组（宽度、高度、3），我如何将此图像转换为 sRGB 空间？ OpenCV (cv2) 没有实现这种转换，也没有实现任何对 sRGB 的转换。

我进行了一些研究，但找不到任何可以执行此操作的函数，甚至找不到我可以遵循的公式来实现我自己的函数。

有什么建议或指导吗？为什么这种转变在互联网上如此晦涩难懂？

【问题讨论】：

我怀疑 BGR 格式已经是 sRGB，通道颠倒了。 OpenCV 将输入的 sRGB 图像读取为 BGR 格式，但不对通道进行线性化。数据按原样读取，但通道被交换。当它写出图像时，它又是 sRGB 格式。但是，如果输入是线性 RGB，那么我怀疑它不会改变它，您必须转换为非线性 sRGB。这可以通过配置文件来完成。
@fmw42 如果像素值是线性的，您就会知道，因为它们将大于每个通道 8 位。而且线性和sRGB之间的转换很容易找到，从维基百科开始。
线性并不意味着你有超过 8 位。线性 RGB 只会比 sRGB 更暗
@fmw42 你是对的，线性并不自动意味着超过 8 位。但实际上，8位或更少的线性图像不会很有用，质量会太差。所以你不太可能遇到一个。
线性 RGB 通常用于某些类型的处理，例如调整大小以避免某些类型的细微伪影。但是从 sRGB 开始，转换为线性 RGB，进行处理，然后再转换回 sRGB。这不是质量差。它只是更暗。

标签： python numpy opencv

【解决方案1】：

BGR 格式已经是 sRGB，通道颠倒了。 OpenCV 将输入的 sRGB 图像读取为 BGR 格式，但不对通道进行线性化。数据按原样读取，但通道被交换。当它写出图像时，它又是 sRGB 格式。但是，如果输入图像是线性 RGB，那么我怀疑 OpenCV 不会改变它，如果你想要它作为输出，你必须转换为非线性 sRGB。据我所知，OpenCV 没有在任一方向上在非线性和线性 RGB 之间切换的方法。您可以使用 PIL 中的配置文件来做到这一点。

线性 RGB 通常用于某些类型的处理，例如调整大小以避免某些类型的细微伪影。但是从 sRGB 开始，转换为线性 RGB，处理图像，然后再转换回 sRGB。线性并不意味着或质量差。它只是更暗。

这是一个非线性 sRGB 图像，看起来和预期的一样：

这是一个线性 RGB 图像，只是更暗：

线性的来自 Imagemagick 的命令：

convert lena.png -colorspace RGB lena_srgb.png

非线性的是：

convert lena.png -colorspace sRGB lena_srgb.png

它不会改变图像，因为它已经是 sRGB。

大多数工具不区分 RGB 和 sRGB。他们通常将 sRGB 称为 RGB。

【讨论】：

线性 RGB 在我的浏览器上看起来并没有变暗。您确定 imgur 没有对其进行额外的转换吗？ Imagemagick 也可能在线性 RGB 上使用浮点数，而不是 8 位整数。
IMGUR 不能识别线性 RGB 并将其视为 sRGB。 Imagemagick 始终计算为双精度数，但保存到安装定义的量程范围内。就我而言，安装是 16 位的。我没有告诉它将位深度降低到 8 位。所以这两个图像在位深度上是等效的。尝试其他查看器，例如您的浏览器。
你或 IMGUR 一定在做一些奇怪的事情。如果我使用 Imagemagick 比较来获得 rmse 差异，它会显示：1compare -metric rmse lena_rgb.png lena_srgb.png null: 15372.7 (0.234573)`，这是一个非常大的差异。
谢谢@fmw42！在我看来，我的问题是由于对概念的误解。现在它更有意义了！ :)