Matlab/C++源码实现RGB通道与HSV通道的转换(效果对比Halcon)
HSV通道的含义
HSV通道是指图像处理中的一种颜色模型,它由色调(Hue)、饱和度(Saturation)和明度(Value)三个通道组成。色调表示颜色的种类,饱和度表示颜色的纯度或鲜艳程度,明度表示颜色的亮度。HSV通道常用于图像处理中的颜色分析、颜色过滤、颜色调整等任务,它相对于其他颜色模型具有更直观和易于调节的特点,因此被广泛应用于计算机视觉和图像处理的领域。
Halcon算子例程
read_image (Image, 'D:/lena.jpg')
decompose3 (Image, ImageR, ImageG, ImageB)
trans_from_rgb (ImageR, ImageG, ImageB, ImageH, ImageS, ImageV, 'hsv')
trans_to_rgb (ImageH, ImageS, ImageV, ImageR1, ImageG1, ImageB1, 'hsv')
compose3 (ImageR1, ImageG1, ImageB1, MultiChannelImage)
这里先将三通道RGB三通道拆开成单独的通道,再将RGB与HSV通道互相转换,最后将三通道图像合并成RGB图像。
Halcon的图像效果是:

源代码实现
RGB转成HSV

这里需要注意的是,halcon这里将HSV三通道的取值范围作了说明,H通道的数值范围是0到2*pi,S通道的数值范围是0到1,V通道的数值范围是0到1。而常用的图像为BYTE字节型,数值范围是0到255,这里对公式做了修改,使Matlab得出的图像数据范围是0到255,可以直接显示,这里可以从matlab的workspace中看到计算过程。
以下便是使用Matlab实现trans_from_rgb的效果
trans_from_rgb (ImageR, ImageG, ImageB, ImageH, ImageS, ImageV, 'hsv')
Matlab源码
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%代码--RGB通道转HSV通道
%时间:2023.9
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
clc;
image=imread('D:\lena.jpg');
[height,width,channels]=size(image);
figure;
imshow(image);
title('rgb-image');
image_R=image(:,:,1);
image_R=double(image_R);
image_G=image(:,:,2);
image_G=double(image_G);
image_B=image(:,:,3);
image_B=double(image_B);%%%转化成HSV通道
H_image = zeros(height,width);
S_image = zeros(height,width);
V_image = zeros(height,width);%%RGB转成HSV
for i=1:1:heightfor j=1:1:width%%%计算三通道的最大最小值计算image_matrix = [image_R(i,j), image_G(i,j), image_B(i,j)];maxValue = max(image_matrix);minValue = min(image_matrix);V_image(i,j) = maxValue;if(maxValue == minValue)S_image(i,j) = 0;H_image(i,j) = 0;else%%%计算饱和度S_image(i,j) = (maxValue - minValue)*255/minValue;%%%计算H通道if(maxValue == image_R(i,j))H_image(i,j) = 42.5.*(image_G(i,j) - image_B(i,j))./(maxValue - minValue);elseif(maxValue == image_G(i,j))H_image(i,j) = 42.5 * (2 + (image_B(i,j) - image_R(i,j)) / (maxValue - minValue));elseif(maxValue == image_B(i,j)) H_image(i,j) = 42.5 * (4 + (image_R(i,j) - image_G(i,j)) / (maxValue - minValue));endendend
end%%%RGB要取整
H_image = uint8(H_image);
S_image = uint8(S_image);
V_image = uint8(V_image);figure;
imshow(H_image);
title('H_image');figure;
imshow(S_image);
title('S_image');figure;
imshow(V_image);
title('V_image');
最终实现的效果是:

最终验证的效果与halcon效果一致;
同时,以上代码采用C++实现的话如下所示,这里为了保证精度,输出结果采用的是double类型,但是范围也是0到255之间,要显示的话,需要转化为unsigned char类型:
C++源码
//将RGB图像转化成HSV图像
/*
输入: rData : r通道图像gData : g通道图像bData : b通道图像
输出: hDoubleData : h通道图像, h通道采用double类型,保留精度sDoubleData : s通道图像,s通道采用double类型,保留精度vDoubleData : v通道图像,v通道采用double类型,保留精度
*/
void trans_from_rgb(unsigned char *rData, unsigned char *gData, unsigned char *bData, double *hDoubleData, double *sDoubleData, double *vDoubleData, int height, int width)
{if ((height <= 0) || (width <= 0))return;//在函数外部分配好内存空间if (rData == NULL || gData == NULL || bData == NULL || hDoubleData == NULL || sDoubleData == NULL || vDoubleData == NULL)return;int i;unsigned char minValue,maxValue;for (i = 0; i < width * height; i++){//V通道数据,三通道的最大值maxValue = std::max(std::max(rData[i], gData[i]), bData[i]);minValue = std::min(std::min(rData[i], gData[i]), bData[i]);vDoubleData[i] = maxValue;if (maxValue == minValue){sDoubleData[i] = 0;hDoubleData[i] = 0;}else{//S通道sDoubleData[i] = (maxValue - minValue)*255.0 / maxValue;//H通道if (maxValue == rData[i])hDoubleData[i] = 42.5 * (gData[i] - bData[i]) / (maxValue - minValue); else if (maxValue == gData[i])hDoubleData[i] = 42.5 * (2 + (bData[i] - rData[i]) / (maxValue - minValue));else if (maxValue == bData[i])hDoubleData[i] = 42.5 * (4 + (rData[i] - gData[i]) / (maxValue - minValue));}}
}
HSV转成RGB
halcon给出的公式说明为:

Matlab源码
同样的,采用Matlab实现:
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%代码--HSV通道转RGB通道
%时间:2023.9
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
clc;
image1=imread('D:\lena.jpg');
[height,width,channels]=size(image1);
image_H=double(image1);
image2=imread('E:\S_image.bmp');
image_S=double(image2);
image3=imread('E:\V_image.bmp');
image_V=double(image3);%%%转化成RGB通道
R_image = zeros(height,width);
G_image = zeros(height,width);
B_image = zeros(height,width);%%%HSV转成RGB
for i=1:1:heightfor j=1:1:widthif(image_S(i,j) == 0)R_image(i,j) = image_V(i,j);G_image(i,j) = image_V(i,j);B_image(i,j) = image_V(i,j);else%%Hi = floor(image_H(i,j)*2*pi/255/deg2rad(60)); %%归一化到0到2*piHi = floor(image_H(i,j)*0.025);Hf = image_H(i,j)*0.025 - Hi;%%%%根据H的值,将C,X,m分别对应到RGB三个分量上if(Hi == 0)R_image(i,j) = image_V(i,j);G_image(i,j) = image_V(i,j) * (1 - image_S(i,j)/255*(1-Hf));B_image(i,j) = image_V(i,j) * (1 - image_S(i,j)/255);elseif(Hi == 1)R_image(i,j) = image_V(i,j) * (1 - image_S(i,j)/255*Hf);G_image(i,j) = image_V(i,j);B_image(i,j) = image_V(i,j) * (1 - image_S(i,j)/255);elseif(Hi == 2)R_image(i,j) = image_V(i,j) * (1 - image_S(i,j)/255);G_image(i,j) = image_V(i,j);B_image(i,j) = image_V(i,j) * (1 - image_S(i,j)/255*(1-Hf));elseif(Hi == 3)R_image(i,j) = image_V(i,j) * (1 - image_S(i,j)/255);G_image(i,j) = image_V(i,j) * (1 - image_S(i,j)/255*Hf);B_image(i,j) = image_V(i,j);elseif(Hi == 4)R_image(i,j) = image_V(i,j) * (1 - image_S(i,j)/255*(1-Hf));G_image(i,j) = image_V(i,j) * (1 - image_S(i,j)/255);B_image(i,j) = image_V(i,j);elseif(Hi == 5)R_image(i,j) = image_V(i,j);G_image(i,j) = image_V(i,j) * (1 - image_S(i,j)/255);B_image(i,j) = image_V(i,j) * (1 - image_S(i,j)/255*Hf);endendend
end%%%RGB要取整
R_image = uint8(R_image);
G_image = uint8(G_image);
B_image = uint8(B_image);figure;
imshow(R_image);
title('R_image');figure;
imshow(G_image);
title('G_image');figure;
imshow(B_image);
title('B_image');
最终实现的效果是:

可以看出,与Halcon效果一致;
C++源码
同样的,采用C++实现:
//将HSV图像转化成RGB图像
/*
输入: hDoubleData : h通道图像 ,h通道采用double类型,保留精度sDoubleData : s通道图像 ,s通道采用double类型,保留精度vDoubleData : v通道图像 ,v通道采用double类型,保留精度
输出: rDoubleData : r通道图像 ,r通道采用double类型,保留精度gDoubleData : g通道图像 ,g通道采用double类型,保留精度bDoubleData : b通道图像 ,b通道采用double类型,保留精度
*/
void trans_to_rgb(double *hDoubleData, double *sDoubleData, double *vDoubleData, double *rDoubleData, double *gDoubleData, double *bDoubleData, int height, int width)
{if ((height <= 0) || (width <= 0))return;if (rDoubleData == NULL || gDoubleData == NULL || bDoubleData == NULL || hDoubleData == NULL || sDoubleData == NULL || vDoubleData == NULL)return;int i;double Hi, Hf;for (i = 0; i < width * height; i++){if (sDoubleData[i] > 0){Hi = floor(hDoubleData[i] * 0.025);Hf = hDoubleData[i] * 0.025 - Hi;if (Hi == 0){rDoubleData[i] = vDoubleData[i];gDoubleData[i] = vDoubleData[i] * (1 - sDoubleData[i] / 255.0*(1 - Hf));bDoubleData[i] = vDoubleData[i] * (1 - sDoubleData[i] / 255.0);}else if (Hi == 1){rDoubleData[i] = vDoubleData[i] * (1 - sDoubleData[i] / 255.0 * Hf);gDoubleData[i] = vDoubleData[i];bDoubleData[i] = vDoubleData[i] * (1 - sDoubleData[i] / 255.0);}else if (Hi == 2){rDoubleData[i] = vDoubleData[i] * (1 - sDoubleData[i] / 255.0);gDoubleData[i] = vDoubleData[i];bDoubleData[i] = vDoubleData[i] * (1 - sDoubleData[i] / 255.0*(1 - Hf));}else if (Hi == 3){rDoubleData[i] = vDoubleData[i] * (1 - sDoubleData[i] / 255.0);gDoubleData[i] = vDoubleData[i] * (1 - sDoubleData[i] / 255.0 * Hf);bDoubleData[i] = vDoubleData[i];}else if (Hi == 4){rDoubleData[i] = vDoubleData[i] * (1 - sDoubleData[i] / 255.0*(1 - Hf));gDoubleData[i] = vDoubleData[i] * (1 - sDoubleData[i] / 255.0);bDoubleData[i] = vDoubleData[i];}else if (Hi == 5){rDoubleData[i] = vDoubleData[i];gDoubleData[i] = vDoubleData[i] * (1 - sDoubleData[i] / 255.0);bDoubleData[i] = vDoubleData[i] * (1 - sDoubleData[i] / 255.0 * Hf);}}else{rDoubleData[i] = gDoubleData[i] = bDoubleData[i] = vDoubleData[i];}}
}
通道拆分与合并C++源代码实现
三通道拆分
Halcon中,拆分三通道的算子为:
decompose3 (Image, ImageR, ImageG, ImageB)
对应的拆分三通道图像的C++函数为:
//拆分三通道图像
/*
输入: srcData : 三通道图像,内存排列方式是BGRBGRBGR......
输出: rData : r通道图像gData : g通道图像bData : b通道图像
*/
void decompose3(unsigned char *srcData, unsigned char *rData, unsigned char *gData, unsigned char *bData, int height, int width)
{if ((height <= 0) || (width <= 0))return;if (srcData == NULL || rData == NULL || gData == NULL || bData == NULL)return;int i;
#pragma omp parallel for num_threads(3)for (i = 0; i < width * height; i++){bData[i] = srcData[3 * i];gData[i] = srcData[3 * i + 1];rData[i] = srcData[3 * i + 2];}
}
三通道合并
Halcon中,拆分三通道的算子为:
compose3 (ImageR1, ImageG1, ImageB1, MultiChannelImage)
对应的合并三通道图像的C++函数为:
//合并三通道图像
/*
输入: rData : r通道图像gData : g通道图像bData : b通道图像
输出: bgrData:彩色图像,合并成BGRBGR.....排列
*/
void compose3(unsigned char *rData, unsigned char *gData, unsigned char *bData, unsigned char *bgrData, int height, int width)
{if ((height <= 0) || (width <= 0))return;if (bgrData == NULL || rData == NULL || gData == NULL || bData == NULL)return;int i;
#pragma omp parallel for num_threads(3)for (i = 0; i < width * height; i++){bgrData[3 * i] = bData[i];bgrData[3 * i + 1] = gData[i];bgrData[3 * i + 2] = rData[i];}
}
相关文章:
Matlab/C++源码实现RGB通道与HSV通道的转换(效果对比Halcon)
HSV通道的含义 HSV通道是指图像处理中的一种颜色模型,它由色调(Hue)、饱和度(Saturation)和明度(Value)三个通道组成。色调表示颜色的种类,饱和度表示颜色的纯度或鲜艳程度…...
【C进阶】动态内存管理
一、为什么存在动态内存分配 我们之前学的都是开辟固定大小的空间,但有时候需要空间的大小只有在程序运行时才能知道,那么就引入了动态内存开辟 内存分布所在: 二、动态内存函数的介绍 2.1malloc和free 动态内存开辟的函数 void * malloc…...
神经网络的梯度优化方法
神经网络的梯度优化是深度学习中至关重要的一部分,它有助于训练神经网络以拟合数据。下面将介绍几种常见的梯度优化方法,包括它们的特点、优缺点以及原理。 梯度下降法 (Gradient Descent): 特点: 梯度下降是最基本的优化算法,它试图通过迭代…...
linux 装机教程(自用备忘)
文章目录 安装 pyenv 管理多版本 python 环境安装使用使用 pyenv 和 virtualenv 管理虚拟 python 环境 vscode 连接远程服务器tmux 美化zsh 安装 pyenv 管理多版本 python 环境 安装 (教程参考:https://www.modb.pro/db/155036) sudo apt-…...
Tensorboard安装及简单使用
Tensorboard 1. tensorboard 简单介绍2. 安装必备环境3. Tensorboard安装4. 可视化命令 1. tensorboard 简单介绍 TensorBoard是一个可视化的模块,该模块功能强大,可用于深度学习网络模型训练查看模型结构和训练效果(预测结果、网络模型结构…...
SpringCloud 微服务全栈体系(二)
第三章 Eureka 注册中心 假如我们的服务提供者 user-service 部署了多个实例,如图: 思考几个问题: order-service 在发起远程调用的时候,该如何得知 user-service 实例的 ip 地址和端口?有多个 user-service 实例地址…...
flutter 常用组件:列表ListView
文章目录 总结#1、通过构造方法直接构建 ListView 提供了一个默认构造函数 ListView,我们可以通过设置它的 children 参数,很方便地将所有的子 Widget 包含到 ListView 中。 不过,这种创建方式要求提前将所有子 Widget 一次性创建好,而不是等到它们真正在屏幕上需要显示时才…...
十四天学会C++之第七天:STL(标准模板库)
1. STL容器 什么是STL容器,为什么使用它们。向量(vector):使用向量存储数据。列表(list):使用列表实现双向链表。映射(map):使用映射实现键值对存储。 什么…...
Linux 下安装 miniconda,管理 Python 多环境
安装 miniconda 1、下载安装包 Miniconda3-py37_22.11.1-1-Linux-x86_64.sh,或者自行选择版本 2、把安装包上传到服务器上,这里放在 /home/software 3、安装 bash Miniconda3-py37_22.11.1-1-Linux-x86_64.sh 4、按回车 Welcome to Miniconda3 py37…...
Django和jQuery,实现Ajax表格数据分页展示
1.需求描述 当存在重新请求接口才能返回数据的功能时,若页面的内容很长,每次点击一个功能,页面又回到了顶部,对于用户的体验感不太友好,我们希望当用户点击这类的功能时,能直接加载到数据,请求…...
k8s认证
1. 证书介绍 服务端保留公钥和私钥,客户端使用root CA认证服务端的公钥 一共有多少证书: *Etcd: Etcd对外提供服务,要有一套etcd server证书Etcd各节点之间进行通信,要有一套etcd peer证书Kube-APIserver访问Etcd&a…...
基于python开发的IP修改工具
工作中调试设备需要经常修改电脑IP,非常麻烦,这里使用Pythontkinter做了一个IP修改工具 说明: 1.启动程序读取config.json文件2.如果没有该文件则创建,写入当前网卡信息3.通过配置信息进行网卡状态修改4.更新文件状态,删除或修…...
Mybatis源码分析
1. Mybatis整体三层设计 SSM中,Spring、SpringMVC已经在前面文章源码分析总结过了,Mybatis源码相对Spring和SpringMVC而言是的简单的,只有一个项目,项目下分了很多包。从宏观上了解Mybatis的整体框架分为三层,分别是基…...
python树结构包treelib入门及其计算应用
树是计算机科学中重要的数据结构。例如决策树等机器学习算法设计、文件系统索引等。创建treelib包是为了在Python中提供树数据结构的有效实现。 Treelib的主要特点包括: 节点搜索的高效操作。支持常见的树操作,如遍历、插入、删除、节点移动、浅/深复制…...
Rust之自动化测试(三): 测试组合
开发环境 Windows 10Rust 1.73.0 VS Code 1.83.1 项目工程 这里继续沿用上次工程rust-demo 测试组合 正如本章开始时提到的,测试是一个复杂的学科,不同的人使用不同的术语和组织。Rust社区根据两个主要类别来考虑测试:单元测试和集成测试。单元测试很…...
专业管理菜单的增删改、查重
1,点击专业管理菜单------查询所有专业信息列表 ①点击菜单,切换专业组件 ②切换到列表组件后,向后端发送请求到Servlet ③调用DAO层,查询数据库(sql),封装查询到的内容 ④从后端向前端做出…...
vue3插件开发,上传npm
创建插件 在vue3工程下,创建组件vue页: toolset.vue。并设置组件名称。注册全局组件。新建index.js文件。内容如下,可在main.js中引入index.js,注册该组件进行测试。
1、简介 1.1 Spark简介 Spark是加州大学伯克利分校AMP实验室(Algorithms, Machines, and People Lab)开发通用内存并行计算框架。Spark在2013年6月进入Apache成为孵化项目,8个月后成为Apache顶级项目,速度之快足见过人之处&…...
UDP(Echoserver)
网络命令 Ping 命令 检测网络是否连通 使用方法: ping -c 次数 网址ping -c 3 www.baidu.comnetstat 命令 netstat 是一个用来查看网络状态的重要工具. 语法:netstat [选项] 功能:查看网络状态 常用选项: n 拒绝显示别名&#…...
vue3 字体颜色设置的多种方式
在Vue 3中设置字体颜色可以通过多种方式实现,这取决于你是想在组件内部直接设置,还是在CSS/SCSS/LESS等样式文件中定义。以下是几种常见的方法: 1. 内联样式 你可以直接在模板中使用style绑定来设置字体颜色。 <template><div :s…...
【SQL学习笔记1】增删改查+多表连接全解析(内附SQL免费在线练习工具)
可以使用Sqliteviz这个网站免费编写sql语句,它能够让用户直接在浏览器内练习SQL的语法,不需要安装任何软件。 链接如下: sqliteviz 注意: 在转写SQL语法时,关键字之间有一个特定的顺序,这个顺序会影响到…...
【论文笔记】若干矿井粉尘检测算法概述
总的来说,传统机器学习、传统机器学习与深度学习的结合、LSTM等算法所需要的数据集来源于矿井传感器测量的粉尘浓度,通过建立回归模型来预测未来矿井的粉尘浓度。传统机器学习算法性能易受数据中极端值的影响。YOLO等计算机视觉算法所需要的数据集来源于…...
鸿蒙中用HarmonyOS SDK应用服务 HarmonyOS5开发一个生活电费的缴纳和查询小程序
一、项目初始化与配置 1. 创建项目 ohpm init harmony/utility-payment-app 2. 配置权限 // module.json5 {"requestPermissions": [{"name": "ohos.permission.INTERNET"},{"name": "ohos.permission.GET_NETWORK_INFO"…...
MySQL 8.0 OCP 英文题库解析(十三)
Oracle 为庆祝 MySQL 30 周年,截止到 2025.07.31 之前。所有人均可以免费考取原价245美元的MySQL OCP 认证。 从今天开始,将英文题库免费公布出来,并进行解析,帮助大家在一个月之内轻松通过OCP认证。 本期公布试题111~120 试题1…...
Fabric V2.5 通用溯源系统——增加图片上传与下载功能
fabric-trace项目在发布一年后,部署量已突破1000次,为支持更多场景,现新增支持图片信息上链,本文对图片上传、下载功能代码进行梳理,包含智能合约、后端、前端部分。 一、智能合约修改 为了增加图片信息上链溯源,需要对底层数据结构进行修改,在此对智能合约中的农产品数…...
安全突围:重塑内生安全体系:齐向东在2025年BCS大会的演讲
文章目录 前言第一部分:体系力量是突围之钥第一重困境是体系思想落地不畅。第二重困境是大小体系融合瓶颈。第三重困境是“小体系”运营梗阻。 第二部分:体系矛盾是突围之障一是数据孤岛的障碍。二是投入不足的障碍。三是新旧兼容难的障碍。 第三部分&am…...
