图像颜色调整
1. 介绍
编写一段Matlab代码使用HSI和HSV颜色空间来调整图像颜色。
2. 实验方法
输入为图像以及三个通道的调整系数，输出为调整后的图片。代码中首先将三个通道提取出来，按调整系数进行调整，之后再将三通道合并，生成输出的图像。最后将调整后的图像与photoshop中对应的结果进行对比，描述photoshop中颜色调整可能用到的方法。
3. 实验结果及分析
3.1 色度调整：增加50和减少40色度值
3.2 饱和度调整：增加30和减少20饱和度
3.3 明度调整：增加60和减少30明度
4. matlab代码
4.1 process_hsv_hsi.m
clc, clear; close all; h = input('Adjust hue by: '); % 输入色度调整参数h s = input('Adjust saturation by: '); % 输入饱和度调整参数s v = input('Adjust intensity by: '); % 输入明度调整参数v I = imread('Lenna.png'); % 读取源图像并显示 figure(1); imshow(I); % HSV颜色空间处理 hsv_image = rgb2hsv(I); % 将rgb颜色空间转换为hsv颜色空间 hue = hsv_image(:,:,1); % 提取色度通道 sat = hsv_image(:,:,2); % 提取饱和度通道 int = hsv_image(:,:,3); % 提取明度通道 hue = hue + 1 / 360 * h; % 对各通道进行处理 sat = sat + 0.01 * s; int = int + 0.01 * v; %hue(hue>1)=hue(hue>1) - 1; hue(hue<0)=1 - hue(hue<0); hue(hue>1)=1; hue(hue<0)=0; sat(sat>1)=1; sat(sat<0)=0; int(int>1)=1; int(int<0)=0; hsv_image(:,:,1) = hue; % 运算后的各通道返回原图 hsv_image(:,:,2) = sat; hsv_image(:,:,3) = int; % matlab 无法直接显示hsv和hsi图像，还要先转换为rgb rgb = hsv2rgb(hsv_image); % 将hsv颜色空间转换为rgb颜色空间，并显示 figure(2); imshow(rgb); % HSI颜色空间处理 hsi_image = rgb2hsi(I); % 将rgb颜色空间转换为hsi颜色空间 hue = hsi_image(:,:,1); % 提取色度通道 sat = hsi_image(:,:,2); % 提取饱和度通道 int = hsi_image(:,:,3); % 提取明度通道 hue = hue + 1 / 360 * h; % % 对各通道进行处理 sat = sat + 0.01 * s; int = int + 0.01 * v; %hue(hue>1)=hue(hue>1) - 1; hue(hue<0)=1 - hue(hue<0); hue(hue>1)=1; hue(hue<0)=0; sat(sat>1)=1; sat(sat<0)=0; int(int>1)=1; int(int<0)=0; hsi_image(:,:,1) = hue; % 运算后的各通道返回原图 hsi_image(:,:,2) = sat; hsi_image(:,:,3) = int; rgb = hsi2rgb(hsi_image); % 将hsi颜色空间转换为rgb颜色空间，并显示 figure(3); imshow(rgb);
4.2 rgb2hsi.m
由于matlab没有rgb2hsi函数所以要自己写一个，直接命名为abc.m就可以在同目录下其他.m文件中调用。
MATLAB的m文件分为两种。
一种为脚本文件，就是由一堆命令构成的，里面第一行不是function开头，这种文件比如是myfun.m 就在命令窗口里输入myfun回车就行，matlab会把m文件中的命令都运行一次。
另一种为函数文件，第一行为function ，比如说 function y=myfun(x)，这种文件函数名与文件名必须是一致的，在命令窗口里输入myfun(x), x是运行参数，回车即运行。
要注意的是，不同于C语言，matlab的m文件不允许脚本和函数在同一个m文件中。
代码：
function hsi=rgb2hsi(rgb) %根据书上P260-261页公式实现本函数 rgb=im2double(rgb); r=rgb(:,:,1); g=rgb(:,:,2); b=rgb(:,:,3); num=0.5*((r-g)+(r-b)); den=sqrt((r-g).^2+(r-b).*(g-b)); theta=acos(num./(den+eps)); H=theta; H(b>g)=2*pi-H(b>g); H=H/(2*pi); num=min(min(r,g),b); den=r+g+b; den(den==0)=eps; S=1-3.*num./den; H(S==0)=0; I=(r+g+b)/3; hsi=cat(3,H,S,I);
4.3 hsi2rgb.m
同样需要写一个hsi2rgb.m
代码：
function rgb=hsi2rgb(hsi) %根据书上P260-261页公式实现本函数 H=hsi(:,:,1)*2*pi; S=hsi(:,:,2); I=hsi(:,:,3); R=zeros(size(hsi,1),size(hsi,2)); G=zeros(size(hsi,1),size(hsi,2)); B=zeros(size(hsi,1),size(hsi,2)); idx=find((0<=H)&(H<2*pi/3)); B(idx)=I(idx).*(1-S(idx)); R(idx)=I(idx).*(1+S(idx).*cos(H(idx))./cos(pi/3-H(idx))); G(idx)=3*I(idx)-(R(idx)+B(idx)); idx=find((2*pi/3<=H)&(H<4*pi/3)); R(idx)=I(idx).*(1-S(idx)); G(idx)=I(idx).*(1+S(idx).*cos(H(idx)-2*pi/3)./cos(pi-H(idx))); B(idx)=3*I(idx)-(R(idx)+G(idx)); idx=find((4*pi/3<=H)&(H<=2*pi)); G(idx)=I(idx).*(1-S(idx)); B(idx)=I(idx).*(1+S(idx).*cos(H(idx)-4*pi/3)./cos(5*pi/3-H(idx))); R(idx)=3*I(idx)-(G(idx)+B(idx)); rgb=cat(3,R,G,B); rgb=max(min(rgb,1),0);