OpenCV之RGB与HSV颜色空间的转换

关于HSV颜色空间，还有一些参考性的博客，如http://blog.sina.com.cn/s/blog_6a22365901012nxl.html

HSV的介绍请参见维基百科：http://en.wikipedia.org/wiki/HSL_and_HSV，与其类似的颜色空间还有HSL（或称HLS）和HSI。本文有两则代码，代码一，自实现了RGB颜色空间与HSV颜色空间之间的转换，并与OpenCV中的cvCvtColor进行了比较；代码二，实现了一个HSV颜色盘。

代码一：

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 // 作者   : quarryman
 // 邮箱   : quarrying{at}qq.com
 // 主页   : http://blog.csdn.net/quarryman
 // 日期   : 2013年12月22日
 // 描述   : RGB颜色空间与HSV颜色空间之间的转换
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 #include
 #include
 #define max(a,b)  (((a)>(b))?(a):(b))
 #define min(a,b)  (((a)<(b))?(a):(b))

 IplImage* kcvRGB2HSV(IplImage* img)
 {
     int w=img->width;
     int h=img->height;
     IplImage* dst=cvCreateImage(cvSize(w,h),8,3);
     for(int j=0;j
     {
         for(int i=0;i
         {
             int b=CV_IMAGE_ELEM(img,uchar,i,j*3+0);
             int g=CV_IMAGE_ELEM(img,uchar,i,j*3+1);
             int r=CV_IMAGE_ELEM(img,uchar,i,j*3+2);
             int maxval=max(b,max(g,r));
             int minval=min(b,min(g,r));
             int v=maxval;
             double diff=maxval-minval;
             int s=diff*255/(v+DBL_EPSILON);

             double h=0;
             diff=60/(diff+DBL_EPSILON);
             if(v==r)
             {
                 h=(g-b)*diff;
             }
             else if(v==g)
             {
                 h=(b-r)*diff+120.f;
             }
             else
             {
                 h=(r-g)*diff+240.f;
             }
             if( h<0)
             {
                 h+=360.f;
             }
             CV_IMAGE_ELEM(dst,uchar,i,j*3+0)=h/2;
             CV_IMAGE_ELEM(dst,uchar,i,j*3+1)=s;
             CV_IMAGE_ELEM(dst,uchar,i,j*3+2)=v;
         }
     }
     return dst;
 }

 IplImage* kcvHSV2RGB(IplImage* img)
 {
     int w=img->width;
     int h=img->height;
     IplImage* dst=cvCreateImage(cvSize(w,h),8,3);
     for(int j=0;j
     {
         for(int i=0;i
         {
             int h=CV_IMAGE_ELEM(img,uchar,i,j*3+0);
             int s=CV_IMAGE_ELEM(img,uchar,i,j*3+1);
             int v=CV_IMAGE_ELEM(img,uchar,i,j*3+2);
             int c=(double)v*s/255;
             double hh=(double)h*2/60;
             double x=c*(1-abs(fmod(hh,2)-1));
             int r,g,b;
             if(0<=hh&&hh<1)
             {
                 r=c;g=x;b=0;
             }
             else if(1<=hh&hh<2)
             {
                 r=x;g=c;b=0;
             }
             else if(2<=hh&&hh<3)
             {
                 r=0;g=c;b=x;
             }
             else if(3<=hh&&hh<4)
             {
                 r=0;g=x;b=c;
             }
             else if(4<=hh&&hh<5)
             {
                 r=x;g=0;b=c;
             }
             else
             {
                 r=c;g=0;b=x;
             }
             int m=v-c;
             CV_IMAGE_ELEM(dst,uchar,i,j*3+0)=b+m;
             CV_IMAGE_ELEM(dst,uchar,i,j*3+1)=g+m;
             CV_IMAGE_ELEM(dst,uchar,i,j*3+2)=r+m;
         }
     }
     return dst;
 }

 int main( int argc, char** argv )
 {
     IplImage* img=cvLoadImage("lena.jpg",1);
     IplImage* hsv=kcvRGB2HSV(img);
     IplImage* hsv2=cvCreateImage(cvGetSize(img),8,3);
     cvCvtColor(img,hsv2,CV_BGR2HSV);
     // 注意不能是下面的语句
     // cvCvtColor(img,hsv2,CV_RGB2HSV);
     IplImage* dst=kcvHSV2RGB(hsv);
     IplImage* dst2=cvCreateImage(cvGetSize(img),8,3);
     cvCvtColor(hsv2,dst2,CV_HSV2BGR);
     // 注意不能是下面的语句
     // cvCvtColor(hsv2,dst2,CV_HSV2RGB);

     cvNamedWindow("img");
     cvNamedWindow("hsv");
     cvNamedWindow("hsv2");
     cvNamedWindow("dst");
     cvNamedWindow("dst2");
     cvShowImage("img",img);
     cvShowImage("hsv",hsv);
     cvShowImage("hsv2",hsv2);
     cvShowImage("dst",dst);
     cvShowImage("dst2",dst2);
     cvWaitKey(0);
     cvDestroyAllWindows();
     cvReleaseImage(&img);
     cvReleaseImage(&hsv);
     cvReleaseImage(&hsv2);
     cvReleaseImage(&dst);
     cvReleaseImage(&dst2);
     return 0;
 }

代码二： 

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 // 作者   : quarryman
 // 邮箱   : quarrying{at}qq.com
 // 主页   : http://blog.csdn.net/quarryman
 // 日期   : 2013年12月22日
 // 描述   : HSV颜色盘
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 #include
 #include
 #define max(a,b)  (((a)>(b))?(a):(b))
 #define min(a,b)  (((a)<(b))?(a):(b))

 double module(CvPoint pt)
 {
     return sqrt((double)pt.x*pt.x+pt.y*pt.y);
 }

 double distance(CvPoint pt1,CvPoint pt2)
 {
     int dx=pt1.x-pt2.x;
     int dy=pt1.y-pt2.y;
     return sqrt((double)dx*dx+dy*dy);
 }

 double cross(CvPoint pt1,CvPoint pt2)
 {
     return pt1.x*pt2.x+pt1.y*pt2.y;
 }

 double angle(CvPoint pt1,CvPoint pt2)
 {
     return acos(cross(pt1,pt2)/(module(pt1)*module(pt2)+DBL_EPSILON));
 }

 // p和c其中一个是圆心
 int inCircle(CvPoint p, CvPoint c, int r)
 {
     int dx=p.x-c.x;
     int dy=p.y-c.y;
     return dx*dx+dy*dy<=r*r?1:0;
 }

 IplImage* createPlate(int radius)
 {
     IplImage* img=cvCreateImage(cvSize(radius<<1,radius<<1),8,3);
     cvSet(img,cvScalar(0,0,255));
     int w=img->width;
     int h=img->height;
     int cx=w>>1;
     int cy=h>>1;
     CvPoint pt1=cvPoint(cx,0);

     for(int j=0;j
     {
         for(int i=0;i
         {
             CvPoint pt2=cvPoint(j-cx,i-cy);
             if(inCircle(cvPoint(0,0),pt2,radius))
             {
                 int theta=angle(pt1,pt2)*180/3.1415926;
                 if(i>cx)
                 {
                     theta=-theta+360;
                 }
                 CV_IMAGE_ELEM(img,uchar,i,j*3+0)=theta/2;
                 CV_IMAGE_ELEM(img,uchar,i,j*3+1)=module(pt2)/cx*255;
                 CV_IMAGE_ELEM(img,uchar,i,j*3+2)=255;
             }
         }
     }
     IplImage* dst=cvCreateImage(cvGetSize(img),8,3);
     cvCvtColor(img,dst,CV_HSV2BGR);
     cvReleaseImage(&img);
     return dst;
 }

 int main( int argc, char** argv )
 {
     IplImage* img=createPlate(300);
     cvNamedWindow("img");
     cvShowImage("img",img);
     cvWaitKey(0);
     cvDestroyAllWindows();
     cvReleaseImage(&img);
     return 0;
 }

效果图如下：