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将RGB值转换为灰度值的简单算法

2020年03月09日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

rgb是如何转换为灰度的?这是让人困惑已久的一道难题。  

1、rgb复合通道转灰度:转换后的色阶值只与rgb空间有关,而与作为目的地的灰度空间无关。也就是说,只要当前的rgb空间不变,不管将灰度空间设置为哪种,转换后的色阶值都是一样的。

2、rgb中的单通道转灰度:转换后的色阶值不仅于rgb空间有关,而且还与作为目的地的灰度空间有关。但是,其灰度值k只于rgb色阶有关,而与rgb空间及灰度空间无关。其值与rgb色阶x的关系为:k=1-x/255

3、在rgb模式中,修改颜色设置中的rgb工作空间,将影响复合通道的外观和灰度k值,以及单通道的灰度值。但是,不会影响到单通道的外观。

4、在rgb模式中,如果修改颜色设置中的灰度空间,将影响到单色通道的外观以及单色通道、复合通道的灰度k值,但是,不会影响到复合通道的外观。

以上见解供大家讨论!

一、rgb向灰度转换的原理

rgb向灰度转换时,是以lab模式为中介的(这和ps中关于lab模式的一贯解释是完全吻合的)。其基本的流程是:首先将rgb转换为lab,然后在lab中去色,使a、b均为零,并依此生成一个rgb等值的灰阶,最后再根据该灰阶向灰度空间转换。

由此可见,转换为灰度的等值rgb只与原来的rgb空间有关,而与作为目标空间的灰度空间无关。

二、灰阶的计算

不同的rgb空间,灰阶的计算公式有所不同,常见的几种rgb空间的计算灰阶的公式如下:

1、简化 srgb iec61966-2.1 [gamma=2.20]

gray = (r^2.2 * 0.2126  + g^2.2  * 0.7152  + b^2.2  * 0.0722)^(1/2.2)

2、 adobe rgb (1998) [gamma=2.20]

gray = (r^2.2 * 0.2973  + g^2.2  * 0.6274  + b^2.2  * 0.0753)^(1/2.2)

3、apple rgb [gamma=1.80]

gray = (r^1.8 * 0.2446  + g^1.8  * 0.6720  + b^1.8  * 0.0833)^(1/1.8)

4、colormatch rgb [gamma=1.8]

gray = (r^1.8 * 0.2750  + g^1.8  * 0.6581  + b^1.8  * 0.0670)^(1/1.8)

5、简化 kodak dc series digital camera [gamma=2.2]

gray = (r^2.2 * 0.2229  + g^2.2  * 0.7175  + b^2.2  * 0.0595)^(1/2.2)

三、灰度k的计算

由于rgb空间与灰度空间都有其相互独立的灰度系数(即gamma,设rgb空间的gamma为gamma1,灰度空间的gamma为gamma2),因此,就有了两种意义上的灰度k,一种是在rgb空间中相对于gamma1的灰度k1,另一种是转换到灰度空间后,相对于灰度空间gamma2的灰度k2(k2实际上就是经过gamma转换后的灰度)。灰度k与灰阶l的关系为:

k1=1-l/255

k2=k1^(gamma1/gamma2)=1-(l/255)^(gamma1/gamma2)

两点说明:

1、只要rgb空间与灰度空间的gamma值相等,即gamma1=gamma2,那么,k1=k2=1-l/255。

2、如何才能得知某一色彩空间的gamma值?先在“颜色设置”的工作空间中选定相应的工作空间,然后,再选择“自定义(rgb空间或灰度系数)”,在弹出的对话框中,其中的“灰度系数”就是刚才设定的工作空间的相应gamma值。

四、rgb中不同颜色通道转灰度的方式不同

1、复合通道转灰度

复合通道转灰度实际上就是整个图象转灰度。这种情况下,采用的是转换配置文件的方式:即在转换的过程中,保持颜色外观不变,而改变颜色数据。这里的颜色数据就是灰度k,颜色外观就是图象的外观显示以及与之相应的rgb值。

因此,复合通道转换为灰度后,其灰度值并不是k1,而是k2,这就是改变颜色数据的结果。对于一幅rgb等值的图象,在转换为灰度后,尽管灰度值发生了改变,但图象的外观显示及相应的rgb值却没有改变,这正是在转换过程中保留了颜色外观的结果。

2、单色通道转灰度

不仅可以将复合通道(即整幅图象)转换为灰度模式,也可以将某个单色通道转换为灰度模式。其实,当复制单色通道时,就是单色通道由rgb转为灰度的过程。与复合通道的转换不同的是,单色通道的转换是采用指定配置文件的方式:即在转换的过程中保持颜色的数据不变,颜色外观相应改变。

因此,当把单色通道复制为alpha通道时,通道的灰度值k1得以保留,但通道的颜色外观(包括外观显示及相应的灰阶值)却发生了变化。

3、单色通道的特殊显示

单色通道本身是一幅灰度图,按道理来讲,用灰度k来标识最为恰当不过,然而,单色通道又属于rgb模式的颜色通道,从这个方面来讲,用rgb值来表示单色通道最恰当不过了。面对这样一种两难的情形,ps采用了一种折中的显示方案,即颜色数据采用rgb空间中的rgb值,而外观则采用了转换为灰度后的相应外观。

4、识别信息调板中rgb颜色通道的灰度显示值

在信息调板中显示的各颜色通道的灰度值应该认真识别:

对于复合通道而言,显示的灰度值就是转换为灰度模式后的灰度k2;

对于单色通道而言,本来应该显示不经过伽玛转换的灰度值k1。但是,但面对一幅rgb等值的rgb图象时,却出现了复合通道与单色通道不等的情形,这种情形很容易给大家造成困惑。为了不至于让大家产生困惑,于是,ps使用了障眼术,偷偷地将本来的k1换成了经过伽玛转换后的k2。由此可见,信息调板中单色通道的灰度显示值是ps自欺欺人的一个把戏,大家千万不要被其蒙骗。

总之,对于大多数人而言,把rgb工作空间的gamma与灰度工作空间的gamma设置为等值是必要的。如果您这样做了,那么ps中好多看起来很让人困惑的事情根本就不会发生;否则,麻烦的事情很可能就会接踵而至,以至于让您一头雾水,不辩东西。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持移动技术网。

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