更改颜色替换的亮度

Question

我正在努力用用户选择的颜色替换图像中的某些颜色。我正在使用 OpenCV 进行颜色替换。

简而言之，我已经描述了我从哪里获得帮助以及我得到了什么。

1. How to change a particular color in an image? 我已经按照上述链接的答案执行了该步骤或采取了基本思路。在该链接的正确答案中，那个人告诉您只需要更改色调即可进行颜色替换。

2. 之后我遇到了类似的问题 color replacement in image for iphone application（即对于完全是初学者的人来说，这是一个很好的颜色替换代码）
   从那个问题我得到了我也需要改变“饱和度”的想法。

现在我遇到了类似

的问题

“当我的源图像太亮（即亮度高）并且我用一些深色替换颜色时，替换图像中的颜色看起来很亮而不是暗，因为看起来替换的颜色不匹配使用我们完成替换的颜色"

发生这种情况是因为我没有考虑更换时的亮度。在这里我被卡住了改变亮度的公式或想法是什么？

假设我用目标颜色的亮度替换图像的亮度，那么它看起来像平面替换，图像将失去它的实际阴影或边缘。

编辑：
当我考虑替换源（即要处理的像素）的亮度时，我面临一个问题。让我根据我的应用场景进行解释。

例如，我正在更改汽车的颜色（如 whiteAngl 解释），然后我将擦除新颜色汽车的一小部分。我再次对擦除部分进行重新着色，但现在发生的是擦除后完成的颜色和擦除前的颜色不匹配，因为这两次我都得到不同的亮度，因为我要处理的像素都发生了变化，并且由于亮度输出颜色改变。如何克服这个问题

任何帮助将不胜感激

Answer 1

没有看到你尝试过的代码，很难猜出你做错了什么。为了用一个具体的例子告诉你这是如何做到的，让我们改变这辆车难看的蓝色：

这个简短的 Python 脚本展示了我们如何使用 HSV 颜色空间更改颜色：

import cv2
orig = cv2.imread("original.jpg")
hsv = cv2.cvtColor(orig, cv2.COLOR_BGR2HSV)
hsv[:,:,0] += 100
bgr = cv2.cvtColor(hsv, cv2.COLOR_HSV2BGR)
cv2.imwrite('changed.jpg', bgr)

你会得到：

在wikipedia 上，您会看到色调介于 0 到 360 度之间，但对于 OpenCV 中的值，请参见 the documentation。您会看到我为图像中每个像素的色调添加了 100。我猜你想改变你的图像的一部分的颜色，但可能你从上面的脚本中得到了这个想法。

这里是如何获得请求的深红色汽车。首先我们得到红色的：

我试图保持金属感的深红色：

正如我所说，您用来改变颜色光线的方程式取决于您想要为对象使用的材料。在这里，我想出了一个快速而肮脏的方程式来保留汽车的金属材料。此脚本从第一个浅蓝色汽车图像生成上述深红色汽车图像：

import cv2
orig = cv2.imread("original.jpg")
hls = cv2.cvtColor(orig, cv2.COLOR_BGR2HLS)
hls[:,:,0] += 80 # change color from blue to red, hue
for i in range(1,50): # 50 times reduce lightness 
 # select indices where lightness is greater than 0 (black) and less than very bright 
 # 220-i*2 is there to reduce lightness of bright pixel fewer number of times (than 50 times), 
 # so in the first iteration we don't reduce lightness of pixels which have lightness >= 200, in the second iteration we don't touch pixels with lightness >= 198 and so on
 ind = (hls[:,:,1] > 0) & (hls[:,:,1] < (220-i*2))
 # from the lightness of the selected pixels we subtract 1, using trick true=1 false=0
 # so the selected pixels get darker
 hls[:,:,1] -= ind
bgr = cv2.cvtColor(hls, cv2.COLOR_HLS2BGR)
cv2.imwrite('changed.jpg', bgr)

Answer 2

你是对的：只改变色调根本不会改变亮度（或者由于一些感知效果非常弱），你想要的也是改变亮度。正如您所提到的，将亮度设置为目标亮度会丢失所有像素值（您只会看到饱和度的变化）。那么接下来呢？

你可以做的是改变像素的色调加尝试匹配平均亮度。为此，只需计算要处理的所有像素的平均亮度B，然后将所有亮度值乘以Bt/B，其中Bt 是目标颜色的亮度。

这样做会匹配色调（由于第一步）和亮度由于第二步，同时保留边缘（因为您只修改了平均亮度）。

这是直方图匹配的一种特殊情况，在这里，您的目标直方图只有一个值（目标颜色），因此只能以合理的方式匹配均值。

如果您正在寻找赏金请求中所述的“可靠来源”，我是哈佛大学的博士后，今年将在 Siggraph 上发表一篇关于颜色直方图匹配的论文；）。