python - 如何使用 scikit-image 和/或 PIL 将 ProPhoto RGB 色彩空间转换为 RGB？

Question

我有 ProPhoto RGB 色彩空间中的 TIF 文件。这些是使用 scikit-image 的“imload”方法导入的。但是，当我尝试使用 matplotlib 查看图像数据时，我收到错误消息:

plt.imshow(myImage)

plt.show()

Clipping input data to the valid range for imshow with RGB data ([0..1] for floats or [0..255] for integers).

值被裁剪为 255 并显示全白图像。 imread 读取的图像数据的错误是正确的。值如下所示:

myImage[0]
array([[60061, 60135, 60673],
   [59907, 59983, 60533],
   [59931, 60007, 60557],
   ...,
   [60649, 60801, 61147],
   [60581, 60743, 61091],
   [60647, 60797, 61143]], dtype=uint16)

这些值显然需要缩放以获得范围在 0-255 之间的正确 RGB 值。

当我在 IrfanView 之类的工具中打开图像文件并重新保存时，颜色空间被正确处理为 RGB(可能是因为 IrfanView 正在为我转换它)。但是，我需要自动执行该转换。

是否可以使用 scikit-image 或 PIL(或其他工具)将使用 ProPhoto RGB 色彩空间的 TIF 转换为 RGB 色彩空间？我在 https://scikit-image.org/docs/stable/api/skimage.color.html 的 scikit-image 的“颜色”模块的文档中没有看到任何关于该颜色空间的提及。 .除非“ProPhoto RGB”可以换个名字或与另一种转换方法兼容？

谢谢!

编辑:

用户 Abhi25t 的回答有助于在显示这些图像方面取得一些进展。然而，他们的回答似乎只针对 16 位到 8 位的转换。 ProPhoto RGB 到 sRGB 仍然存在色彩空间问题。希望这次编辑能更好地展示这一点。

ProPhoto 色彩空间中原始测试 TIF 图像的像素值:

 array([[58465, 58479, 58785],
       [58575, 58591, 58879],
       [58441, 58457, 58739],
       ...,
       [58185, 58045, 58549],
       [58101, 57951, 58463],
       [57993, 57853, 58371]], dtype=uint16)

Photoshop sRGB 转换文件的像素值:

array([[59771, 59873, 60161],
       [59863, 59965, 60235],
       [59755, 59855, 60119],
       ...,
       [59623, 59489, 59993],
       [59561, 59411, 59925],
       [59463, 59333, 59851]], dtype=uint16)

IRFAN VIEW 转换文件的像素值(它似乎已转换为 8 位并转换为 sRGB 空间):

array([[233, 233, 234],
       [233, 233, 234],
       [232, 233, 234],
       ...,
       [232, 231, 233],
       [232, 231, 233],
       [231, 231, 233]], dtype=uint8)

我在这里添加了一些测试代码和图片: https://drive.google.com/drive/folders/1tcfUY2Kwlz-LAlt6_YXtT8l6vLnCucbM?usp=sharing

图像应显示为 colorchecker 目标。您应该能够正确地看到它，只需绘制“TEST_PROPHOTO_IRFAN_SAVED.tif”的 imread 结果。

from skimage import io
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# TEST_PROPHOTO.tif : RAW TIF FILE
# TEST_PROPHOTO_IRFAN_SAVED.tif : RAW TIF, OPENED IN IRFANVIEW AND RESAVED AS TIF
# TEST_SRGB_PHOTOSHOP_CONVERTED.tif : RAW TIF, OPENED IN PHOTOSHOP, PROFILE CONVERTED TO sRGB, RESAVED AS TIF

img_path = '/path/to/image/myImage.tif'

img_rgb = io.imread(img_path)
plt.imshow(img_rgb)
plt.show()

# VIEW IMAGE CONTENTS
img_rgb[0] # you can see these values are 16-bit;
# however, colorspace (actual RGB values) differs between the ProPhoto test file and the Photoshop converted sRGB file

# STACKOVERFLOW USER Abhi25t's METHOD TO CONVERT FROM 16-bit color [0-65535] to 8-bit color [0-255]:
img_rgb_convert = img_rgb * (255/65535)
img_rgb_convert = img_rgb_convert.astype(int)
plt.imshow(img_rgb_convert)
plt.show()

Answer 1

您需要执行以下步骤:

1. 使用imread读取图像。
2. 转为[0-1]范围内的 float 表示，即转为 float 除以65535。
3. 用 RIMM-ROMM RGB decoding function 解码.
4. 使用 required colour conversion matrix 将 RIMM-ROMM RGB 色域转换为 sRGB 色域:

# Using CAT02.
[[ 2.0364917242 -0.7375906525 -0.2992598689]
 [-0.2257179791  1.2231765313  0.0027252248]
 [-0.0105451286 -0.1348798497  1.1452101525]]

1. 用 sRGB inverse Electro-Optical Transfer Function 编码.
2. 转换为 [0-255] 范围内的整数表示形式，即乘以 255 并转换为整数。

Colour可以直接使用 colour.RGB_to_RGB 做 3 到 5定义。假设数据已经在浮点范围内，转换将是这样的:

img_rgb_convert = colour.RGB_to_RGB(
    img_rgb,
    colour.RGB_COLOURSPACES['ProPhoto RGB'],
    colour.RGB_COLOURSPACES['sRGB'],
    chromatic_adaptation_transform='CAT02',
    apply_cctf_decoding=True,
    apply_cctf_encoding=True)

注意:因为 ProPhoto RGB 的色域比 sRGB 的色域大，转换可能会产生色域外的颜色，可以将这些颜色裁剪掉在步骤 4 或 5 之后或使用专用算法进行色域映射后，范围 [0-1] 为简单起见。