Para fazer o que você precisa, basta percorrer os pixels da imagem usando a função Mat::at
. Essa função permite acessar o valor de um pixel em uma dada coordenada x
e y
.
A conversão para tons de cinza pode ser realizada de algumas formas diferentes. O jeito mais simples é com o método da média: você basicamente tira a média dos valores em cada banda de cor (vermelho, verde e azul) para obter um só valor de intensidade luminosa. Outro método um pouco melhor é o da extração do brilho. Neste método, você tira a média apenas do maior e do menor valor dessas bandas (ignorando assim aquela cor intermediária). Por fim, o método mais utilizado porque está diretamente relacionado com a forma como os humanos percebem o mundo. As proporções empregadas nessa fórmula decorrem das proporções dos cones (células fotossensíveis na retina humana). O ser humano é mais sensível ao verde, e por isso esse método é o mais utilizado:
Já a limiarização (thresholding, o processo utilizado para criar uma imagem binária) é bem mais simples. Basta processar todos os pixels e trocá-los para 0
(o equivalente a preto) ou 255
(o equivalente a branco) dependendo se eles forem acima ou abaixo de um limiar escolhido. A escolha de como fazer é uma convenção, mas costuma-se transformar em 0
se o valor for menor ou igual e transformar em 255
se for maior do que o limiar. A escolha do limiar é baseada no que se deseja fazer (por exemplo, separar objetos do fundo) e também da distribuição das cores na imagem (use o histograma de cores para fazer essa análise).
Eis um código de exemplo que faz o que foi explicado:
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
using namespace cv;
// Método da Média: Média dos valores das cores
uchar metodoMedia(Vec3b RGB)
{
uchar azul = RGB.val[0];
uchar verde = RGB.val[1];
uchar vermelho = RGB.val[2];
return (uchar) ((azul + verde + vermelho) / 3);
}
// Método do Brilho: Média dos valores máximos e mínimos das cores
uchar metodoBrilho(Vec3b RGB)
{
uchar azul = RGB.val[0];
uchar verde = RGB.val[1];
uchar vermelho = RGB.val[2];
return (uchar) ((std::max(std::max(azul, verde), vermelho) + std::min(std::min(azul, verde), vermelho)) / 2);
}
// Método da Luminosidade: Ponderação decorrente das proporções médias de cones no olho humano
uchar metodoLuminosidade(Vec3b RGB)
{
uchar azul = RGB.val[0];
uchar verde = RGB.val[1];
uchar vermelho = RGB.val[2];
return (uchar) ((0.21 * vermelho) + (0.72 * verde) + (0.07 * azul));
}
int main()
{
// --------------------------------------------
// Carrega a imagem original
// --------------------------------------------
Mat img = imread("lena.jpg"); // A imagem RGB carregada é CV_8UC3 porque tem três canais, as cores (R + G + B).
int largura = img.size().width;
int altura = img.size().height;
// --------------------------------------------
// Cria uma nova imagem em tons de cinza
// (com o método de luminosidade)
// --------------------------------------------
Mat gray(largura, altura, CV_8UC1); // A nova imagem criada só tem 1 canal (CV_8UC1), a intensidade luminosa.
int x, y;
for(x = 0; x < largura; x++)
{
for(y = 0; y < altura; y++)
{
Vec3b pixel = img.at<Vec3b>(x, y);
uchar intensidade = metodoLuminosidade(pixel);
gray.at<uchar>(x, y) = intensidade;
}
}
// --------------------------------------------
// Cria uma imagem binarizada
// --------------------------------------------
Mat bin(largura, altura, CV_8UC1); // Essa imagem também só tem 1 canal, de preto e branco.
uchar limiar = 128; // Limiar utilizado.
// O método é o seguinte:
// Pixels com luminosidade abaixo do limiar se tornam "preto" (0), e acima se tornam "branco" (255).
for(x = 0; x < largura; x++)
{
for(y = 0; y < altura; y++)
{
Vec3b pixel = img.at<Vec3b>(x, y);
uchar intensidade = metodoLuminosidade(pixel);
if(intensidade <= limiar)
bin.at<uchar>(x, y) = 0;
else
bin.at<uchar>(x, y) = 255;
}
}
namedWindow("Imagem Original");
imshow("Imagem Original",img);
namedWindow("Imagem em Cinza");
imshow("Imagem em Cinza", gray);
namedWindow("Imagem Binária");
imshow("Imagem Binária", bin);
cvWaitKey();
return 0;
}
O resultado desse código são as seguintes janelas:
Apesar do método de luminosidade (aquele decorrente da percepção humana) ser o mais usado, nota-se que os outros métodos geram resultados bastante parecidos. Veja nos exemplos abaixo (eu não coloquei o código que gera essas imagens, mas basta usar os três métodos que existem no código anterior):
Deve ser possível notar que a última imagem é mais escura (tem uma intensidade luminosa média maior). Isso decorre do fato de se dar mais peso ao verde no método de luminosidade. Essa escolha geralmente é melhor porque torna as imagens mais bonitas para a percepção humana.