android - 如何将图像转换为灰度？

Question

我想通过代码(android)完全像上图一样。但我对这样做的算法感到困惑。我只知道:

每个像素:

1. 将 RGB 转换为 HSL

2. ???

3. 将 HSL 转换回 RGB

任何人都可以为我解释在第 2 步中要做什么吗？非常感谢。

ps: 我可以通过 ColorMatrix.setSaturation(0) 在 android 中设置饱和度，但结果图像与 Photoshop 不一样(因为色相和亮度没有改变？)

Answer 1

您有很多选项可以降低图像的饱和度。此外请注意，对图像进行去饱和处理不是只是将其变成黑白，但对于某些应用程序，您可能认为它们是等价的。

我用更多细节更新了这篇文章。

平均

这是学生可以将图像转换为灰度的第一件事(至少我过去首先想到的是这样!)并且看起来像去饱和:

level = (R + G + B) / 3

它不会产生糟糕的结果，而且实现起来又快又容易。但它有一个很大的缺点，就是它不符合人类感知光度的方式。

亮度

第二种方法(亮度有时称为发光度、Luma 或强度)是我们眼睛感知亮度方式的更好模型。这是基于一个事实 cone density在眼睛中，颜色不均匀。我们对绿色的感知比红色强烈得多，对红色的感知比蓝色强烈得多。
因为我们不会以相同的强度感知所有颜色，所以平均方法是不准确的(至少它不会产生看起来自然的结果)。如何管理这个？只需使用加权平均值:

level = R * 0.3 + G * 0.59 + B * 0.11

您可以想象，关于这些值(value)观的讨论有很多。最初的 ITU-R 建议提出了这个公式:

level = R * 0.2126 + G * 0.7152 + B * 0.0722

如果我没记错的话，Photoshop 使用这个来实现其简单 去饱和功能(是的，它是第一个的未舍入版本):

level = R * 0.299 + G * 0.587 + B * 0.114

我不认为我们可能会注意到很多差异，反正最近更改了推荐，看看 here on Wikipedia有关此公式的更多详细信息。

您想了解更多详情吗？阅读 Charles Poynton 的这篇文章:The rehabilitation of gamma和他的 FAQ关于这个话题。

去饱和

每个像素都用 RGB color model 描述但饱和度属于HSL color model (实际上，当处理饱和时，您可以同时使用 HSL 或 HSV 模型)。请阅读链接以了解有关这些模型的更多详细信息。

图像去饱和包括以下步骤:

• 将每个像素从 RGB 转换为 HSL(如果需要详细信息，请参阅 this article)。
• 强制饱和度为零(这应该是 setSaturation(0) 所做的)
• 将其转换回 RGB(参见 bookmark)。

让我介绍一下这个过程的大简化:您可以对颜色进行去饱和，找到 RGB 的最大值和 RGB 的最小值之间的中点(亮度，你还记得颜色，在RGB color space ，是 3D 空间中的一个点吗？)。获得去饱和图像的(简化)公式是:

level = (max(R, G, B) + min(R, G, B)) / 2

分解

一种更简单的去饱和形式，有时称为局部最大分解，只是选择每个 RGB 三元组的最大值:

level = max(R, G, B);

正如您想象的那样，您可以同时使用局部最大值或局部最小值(我写成 local 是因为它会搜索每个像素的最小值/最大值)。

其他方法

不要忘记，您可以非常快速地获得黑白图像(然后看起来像去饱和图像)，只需从 RGB 三元组中保留一个 channel (例如绿色 channel )并将该值复制到所有 channel )。

有时 Photoshops 教程不使用它的功能来降低图像的饱和度(去饱和度功能和调整调色板)，但为了获得更好的效果，他们添加了一个具有统一颜色的图层(根据 Luminance 部分的值计算)然后他们将该层与原始图像合并(搜索教程并重现代码中的步骤)。