RGB与Lab颜色空间转换的程序实现及效果

孙志海

在做双边滤波的时候，用到Lab颜色空间，所以对RGB与Lab颜色空间的转换进行了程序实现。

网上有不少RGB与Lab颜色空间转换的公式或代码，如果不做测试的话，大家肯定会觉得差不多，实不然。

发现网上现存的多数公式或代码信息不全，或者没有测试效果，实在难于让人信服。

这里给出RGB->Lab及Lab->RGB空间的测试效果及程序，与大家一起交流。

RGB转为Lab空间，然后再从Lab转回RGB空间(中间未做其他处理)

RGB->Lab时未添加以下代码所出现的效果(见右图)

   if (l< BLACK)    {     a *= exp((l - BLACK) / (BLACK/ 4));     b *= exp((l - BLACK) / (BLACK/ 4));     l = 20;    }    if (b > YELLOW)b = YELLOW;

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带注释的源程序【以下程序未做任何优化，有Bug欢迎指正。】：

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* 函数名称: *   RGB2Lab() * * 功能: *   该函数将24位RGB颜色空间图像转为Lab颜色空间图像 * * 参数: *   src *  指向待处理的RGB图像数据(24位) *   dst *  指向存结果的Lab图像数据(L\a\b-double型) *  (L: 0~100; a: -128~127; b: -128~127) *   iWidth *  图像宽度 *   iHeight *  图像高度 *   *   返回值类型: bool * *  参考推荐: *  http://c.chinaitlab.com/cc/ccjq/200806/752572.html *  http://wenku.baidu.com/view/055b8defaeaad1f346933f8f.html * *  编辑日期: 2011-05-17 Copyright (C) [email protected]

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bool RGB2Lab(unsigned char *src, double *dst, int iWidth, int iHeight) {  // 输入参数有效性判断  if(src==NULL||dst==NULL)return false;    // 每行图像数据的字节数  int iLBytes  = (iWidth*24+31)/32*4;    unsigned char *rgb;  double *lab;  unsigned char R,G,B;  double l,a,b;  double x,y,z;  double fx,fy,fz;  double BLACK = 20.0;  double YELLOW = 70.0;    for (int i = 0; i < iHeight; i++ )  {   for (int j = 0; j < iWidth; j++ )   {    rgb = src + iLBytes*i + 3*j;    lab = dst + iLBytes*i + 3*j;        // R\G\B像素值    B = *rgb; G = *(rgb+1); R = *(rgb+2);        // 转至X-Y-Z    //[ X ]   [ 0.412453  0.357580  0.180423 ]   [ R ]    //[ Y ] = [ 0.212671  0.715160  0.072169 ] * [ G ]    //[ Z ]   [ 0.019334  0.119193  0.950227 ]   [ B ]    x = 0.412453*R + 0.357580*G + 0.180423*B;    y = 0.212671*R + 0.715160*G + 0.072169*B;    z = 0.019334*R + 0.119193*G + 0.950227*B;        // 除255即归一化    x = x/(255.0*0.950456);    y = y/255.0;    z = z/(255.0*1.088754);        if(y>0.008856)    {     fy = pow(y,1.0/3.0);     l = 116.0*fy-16.0;    }else    {     fy = 7.787*y + 16.0/116.0;     l = 903.3*y;    }        if(x>0.008856)    {     fx = pow(x,1.0/3.0);    }else    {     fx = 7.787*x + 16.0/116.0;    }        if(z>0.008856)    {     fz = pow(z,1.0/3.0);    }else    {     fz = 7.787*z + 16.0/116.0;    }        a = 500.0*(fx-fy);    b = 200.0*(fy-fz);        // 这里不加时出现颜色饱和的情况(见上图)    // 参考出处http://c.chinaitlab.com/cc/ccjq/200806/752572.html    if (l< BLACK)    {     a *= exp((l - BLACK) / (BLACK/ 4));     b *= exp((l - BLACK) / (BLACK/ 4));     l = 20;    }    if (b > YELLOW)b = YELLOW;        // 归一化值Lab    *lab = l / 255.0;    // L    *(lab+1) = (a + 128.0) / 255.0; // a    *(lab+2) = (b + 128.0) / 255.0; // b   }  }  return true; }

本文链接：http://blog.sina.com.cn/eeszh

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* 函数名称: *   Lab2RGB() * * 功能: *   该函数将Lab颜色空间图像转为24位RGB颜色空间图像 * * 参数: *   src *   指向待处理的Lab图像数据(double型) *   dst *   指向存结果的RGB图像数据 *   iWidth *   图像宽度 *   iHeight *   图像高度 *   *   返回值类型: bool * *   参考推荐: *   http://c.chinaitlab.com/cc/ccjq/200806/752572.html *   http://wenku.baidu.com/view/055b8defaeaad1f346933f8f.html * *   编辑日期: 2011-05-17 Copyright (C) [email protected]

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bool Lab2RGB(double *src, unsigned char *dst, int iWidth, int iHeight) {  // 输入参数有效性判断  if(src==NULL||dst==NULL)return false;    // 每行图像数据的字节数  int iLBytes  = (iWidth*24+31)/32*4;    unsigned char *rgb;  double *lab;  double l,a,b;  double fx,fy,fz;  double x,y,z;  double dr,dg,db;    for (int i = 0; i < iHeight; i++ )  {   for (int j = 0; j < iWidth; j++ )   {    lab = src + iLBytes*i + 3*j;    rgb = dst + iLBytes*i + 3*j;        l = *lab* 255.0;     // L    a = *(lab+1) * 255.0 - 128.0; // a    b = *(lab+2)* 255.0 - 128.0;  // b        fy = (l+16.0)/116.0;    fy = fy*fy*fy;        if(fy > 0.008856)    {     y=fy;    }else    {     fy = l/903.3;    }        if(fy > 0.008856)    {     fy = pow(fy,1.0/3.0);    }else    {     fy = 7.787*fy+16.0/116.0;    }        fx = a/500.0 + fy;    if(fx > 0.206893)    {     x = pow(fx,3.0);    }else    {     x = (fx-16.0/116.0)/7.787;    }        fz = fy - b/200.0;    if(fz > 0.206893)    {     z = pow(fz,3);    }else    {     z = (fz-16.0/116.0)/7.787;    }        x = x*0.950456*255.0;    y = y*255.0;    z = z*1.088754*255.0;        // [ R ]   [  3.240479 -1.537150 -0.498535 ]   [ X ]    // [ G ] = [ -0.969256  1.875992  0.041556 ] * [ Y ]    // [ B ]   [  0.055648 -0.204043  1.057311 ]   [ Z ]    dr =  3.240479*x  - 1.537150*y - 0.498535*z;    dg =  -0.969256*x + 1.875992*y + 0.041556*z;    db =  0.055648*x  - 0.204043*y + 1.057311*z;        // 防止溢出    if(dr255.0)    {     *(rgb+2) = 255;    }else    {