OpenCV C++ Look Up Table（查找表）

引言

在图像处理和计算机视觉中，查找表（Look Up Table, LUT）是一种非常高效和实用的方法，用于快速地映射或更改图像的颜色和像素值。LUT 能够极大地提高图像处理算法的执行速度，特别是在实时系统中。本文将详细介绍查找表的概念，用法，以及如何通过 OpenCV C++ API 来实现它。

什么是查找表（LUT）

查找表是一种预计算的数组或列表，用于存储特定函数的输出结果。在图像处理中，这个特定函数通常是一个颜色映射函数，用于改变图像的颜色或像素值。通过使用查找表，你可以避免在每次需要时都重新计算函数输出，从而提高效率。

为什么使用查找表

1. 提高速度：LUT 通过预计算和存储函数结果来减少实时计算的需求。
2. 减少资源使用：由于不需要每次都计算函数，因此节省了 CPU 或 GPU 的计算资源。
3. 简化代码：使用 LUT 可以简化复杂的图像处理算法，使代码更易于理解和维护。

OpenCV 中的查找表

OpenCV 提供了一种名为 applyColorMap 的 API，用于应用预定义的或自定义的查找表。

applyColorMap 函数

applyColorMap(src, dst, COLORMAP);

• src：输入图像
• dst：输出图像
• COLORMAP：预定义的查找表类型。OpenCV 支持 13 种不同的颜色风格。

示例代码

下面的 C++ 代码示例展示了如何使用 applyColorMap 函数：

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>

using namespace cv;
using namespace std;

int main(int argc, const char *argv[])
{
	Mat src = imread("D:/vcprojects/images/cos.jpg");
	if (src.empty())
	{
		printf("could not load image...\n");
		return -1;
	}
	Mat dst;
	applyColorMap(src, dst, COLORMAP_SUMMER);
	imshow("colorMap", dst);
	waitKey(0);
	return 0;
}

自定义查找表

除了使用预定义的查找表，你还可以创建自己的自定义查找表。

示例代码

下面的代码示例展示了如何创建和应用自定义的查找表：

void customColorMap(Mat &image) {
	int lut[256];
	for (int i = 0; i < 256; i++) {
		if (i < 127)
			lut[i] = 0;
		else
			lut[i] = 255;
	}

	int h = image.rows;
	int w = image.cols;
	for (int row = 0; row < h; row++) {
		for (int col = 0; col < w; col++) {
			int pv = image.at<uchar>(row, col);
			image.at<uchar>(row, col) = lut[pv];
		}
	}
	imshow("lut demo", image);
}

总结

查找表（LUT）是图像处理中一种非常高效的方法，尤其适用于需要高速实时处理的系统。OpenCV 提供了方便的 API 来使用预定义或自定义的查找表。这不仅可以提高代码的执行速度，还可以简化代码结构。