在數字圖像處理過程中，常見的幾種色彩模式有RGB, HSL\HSV和YCbCr
RGB: 通過對紅(R), 綠(G), 藍(B)三個顏色通道的變化和疊加來得到其它顏色，三個分量的範圍都是[0, 255]
HSL\HSV: 將RGB色彩模式中的點在圓柱座標系中進行表述，分爲色相(Hue), 飽和度(Saturation), 亮度(Lightness)\明度(Value)三個通道。
色相(H)：色彩的基本屬性，就是日常所說的顏色名稱，如紅色、黃色等，取值範圍爲[0, 360)；
飽和度(S)：色彩的純度，越高色彩越純，低則逐漸變灰，取值範圍[0, 100%]；
明度(V)，亮度(L)：像素灰度值的強度，亮度越高則圖像越發白，否則圖像越黑，取值範圍[0, 100%]；
YCbCr: 一般我們所說的YUV都是指YCbCr，YCbCr 有許多取樣格式，如 444，422，420等
Y：明亮度，像素灰度值的強度；
Cb：藍色色度分量；
Cr：紅色色度分量；
Cb和Cr代表的是色度，描述影像色彩和飽和度，用於指定像素的顏色
在數字圖像處理中，選擇合適的色彩模式往往能達到事半功倍的效果
此處以Android平臺上操作圖像的亮度，對比度和飽和度來進行說明，首先了解下三者的概念：
亮度：像素灰度值的強度，亮度越高則圖像越發白，否則圖像越黑；
飽和度：色彩的純度，越高色彩越純越亮，低則逐漸變灰變暗；
對比度：圖像中像素之間的差異，對比度越高圖像細節越突出，反之細節不明顯；
從上面的概念上來看，如果要操作圖像的亮度和飽和度，在HSL\HSV色彩空間中進行是最方便的，直接操作相應的分量即可；而對比度的操作可以直接在RGB色彩空間中進行
在Android中，我們用ImageView顯示一張圖片
然後拿到ImageView內部的bitmap對象
(imageView.drawable as BitmapDrawable).bitmap
從bitmap中獲取RGB數據
fun fetchRgbaFromBitmap(bitmap: Bitmap): IntArray { val buffer = ByteBuffer.allocate(bitmap.byteCount).order(ByteOrder.nativeOrder()) bitmap.copyPixelsToBuffer(buffer) val rgbaBytes = buffer.array() val rgba = IntArray(rgbaBytes.size) val count = rgbaBytes.size / 4 for (i in 0 until count) { rgba[i * 4] = rgbaBytes[i * 4].toInt() and 0xff // R rgba[i * 4 + 1] = rgbaBytes[i * 4 + 1].toInt() and 0xff // G rgba[i * 4 + 2] = rgbaBytes[i * 4 + 2].toInt() and 0xff // B rgba[i * 4 + 3] = rgbaBytes[i * 4 + 3].toInt() and 0xff // A } return rgba}
RGB色彩空間中調整對比度算法（調整對比度的算法很多，此處只是一個簡單實現）：
R，G，B分量除255做歸一化處理；
((歸一化的分量 - 0.5) * 飽和度係數 + 0.5) * 255；
核心代碼:
val count = originBitmapRgba!!.size / 4 for (i in 0 until count) { var r = originBitmapRgba!![i * 4] var g = originBitmapRgba!![i * 4 + 1] var b = originBitmapRgba!![i * 4 + 2] val a = originBitmapRgba!![i * 4 + 3]
val cr = ((r / 255f) - 0.5f) * CONTRACT_RATIO val cg = ((g / 255f) - 0.5f) * CONTRACT_RATIO val cb = ((b / 255f) - 0.5f) * CONTRACT_RATIO
r = ((cr + 0.5f) * 255f).toInt() g = ((cg + 0.5f) * 255f).toInt() b = ((cb + 0.5f) * 255f).toInt() val newColor = Color.rgb(Util.clamp(r, 0, 255), Util.clamp(g, 0, 255), Util.clamp(b, 0, 255)) ColorUtils.setAlphaComponent(newColor, a) tmpBitmapPixels!![i] = newColor}
對比度係數CONTRACT_RATIO爲1.5的效果
對比度係數CONTRACT_RATIO爲3的效果，可以看到圖像細節更突出，畫面更有層次感
亮度和飽和度的調節也可以在RGB色彩空間中應用相關算法進行，此處先將RGB轉化到HSL色彩空間，然後根據係數對S分量和L分量進行增益即可
從RGB到HSL\HSV的轉換算法如下(摘自百度百科)：
從HSL\HSV到RGB的轉化算法，詳情查看百度百科．．．
Android中RGB和HSL的相互轉化，SDK已經幫我們實現好了,
ColorUtils#RGBToHSL:
/**
* Convert RGB components to HSL (hue-saturation-lightness).
* <ul>
* <li>outHsl[0] is Hue [0 .. 360)</li>
* <li>outHsl[1] is Saturation [0...1]</li>
* <li>outHsl[2] is Lightness [0...1]</li>
* </ul>
*
* @param r red component value [0..255]
* @param g green component value [0..255]
* @param b blue component value [0..255]
* @param outHsl 3-element array which holds the resulting HSL components
*/
public static void RGBToHSL(@IntRange(from = 0x0, to = 0xFF) int r,
@IntRange(from = 0x0, to = 0xFF) int g, @IntRange(from = 0x0, to = 0xFF) int b,
@NonNull float[] outHsl)
ColorUtils#HSLToColor:
/**
* Convert HSL (hue-saturation-lightness) components to a RGB color.
* <ul>
* <li>hsl[0] is Hue [0 .. 360)</li>
* <li>hsl[1] is Saturation [0...1]</li>
* <li>hsl[2] is Lightness [0...1]</li>
* </ul>
* If hsv values are out of range, they are pinned.
* @param hsl 3-element array which holds the input HSL components
* @return the resulting RGB color
*/
@ColorInt
public static int HSLToColor(@NonNull float[] hsl)
調整飽和度核心代碼：
val count = originBitmapRgba!!.size / 4
for (i in 0 until count) {
val r = originBitmapRgba!![i * 4]
val g = originBitmapRgba!![i * 4 + 1]
val b = originBitmapRgba!![i * 4 + 2]
val a = originBitmapRgba!![i * 4 + 3]
ColorUtils.RGBToHSL(r, g, b, hsl)
val s = hsl[1] * SATURATION_RATIO
hsl[1] = Util.clamp(s,0f, 1f)
val newColor = ColorUtils.HSLToColor(hsl)
ColorUtils.setAlphaComponent(newColor, a)
tmpBitmapPixels!![i] = newColor
}
飽和度係數SATURATION_RATIO爲1.5的效果, 可以看到圖像變亮變純
飽和度係數SATURATION_RATIO爲0.5的效果，可以看到圖像變暗變灰
調整亮度核心代碼：
val count = originBitmapRgba!!.size / 4
for (i in 0 until count) {
val r = originBitmapRgba!![i * 4]
val g = originBitmapRgba!![i * 4 + 1]
val b = originBitmapRgba!![i * 4 + 2]
val a = originBitmapRgba!![i * 4 + 3]
ColorUtils.RGBToHSL(r, g, b, hsl)
hsl[2] = hsl[2] * LIGHTNESS_RATIO
val newColor = ColorUtils.HSLToColor(hsl)
ColorUtils.setAlphaComponent(newColor, a)
tmpBitmapPixels!![i] = newColor
}
亮度係數LIGHTNESS_RATIO爲1.5的效果, 可以看到圖像整體發白
亮度係數LIGHTNESS_RATIO爲0.5的效果，可以看到圖像整體變黑了
DEMO
代碼傳送門：
https://github.com/sifutang/ImageProcess.git
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