Photoshop圖像亮度/對比度調整

一、對比度算法公式。

Photoshop對于對比度增量，是按給定值的正負分別處理的。

如果用newRGB表示圖像像素新的R、G、B分量，RGB表示圖像像素R、G、B分量，Threshold為給定的閥值，Contrast為對比度增量，當Contrast大于0時：

1) newRGB = RGB + (RGB - Threshold) * (1 / (1 - Contrast / 255) - 1)

其中，當Contrast等于255時(RGB - Threshold) * (1 / (1 - Contrast / 255) - 1)為無限(±)，由于RGB最大最小值分別為255和0，因此，只能按Threshold來確定newRGB，即newRGB = RGB >= Threshold? 255 : 0，這實際就是設置圖像閥值，圖像由最多八種顏色組成，即紅、黃、綠、青、藍、紫及黑與白，在灰度圖上也只有最多8條線。

當Contrast小于0時：

2) newRGB = RGB + (RGB - Threshold) * Contrast / 255

其中，當Contrast等于-255時，圖像RGB各分量都等于閥值，圖像呈全灰色，灰度圖上只有1條線，即閥值灰度。

二、圖像亮度調整。本文采用的是最常用的非線性亮度調整（Phoposhop CS3以下版本也是這種亮度調整方式，CS3及以上版本也保留了該亮度調整方式的選項）。

三、圖像亮度/對比度綜合調整算法。這個很簡單，當亮度、對比度同時調整時，如果對比度大于0，現調整亮度，再調整對比度；當對比度小于0時，則相反，先調整對比度，再調整亮度。

下面是用BCB2007和GDI+位圖數據寫的Photoshop圖像亮度/對比度調整全部代碼，包括例子代碼：

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// 定義ARGB像素結構
typedef union
{
ARGB Color;
struct
{
BYTE Blue;
BYTE Green;
BYTE Red;
BYTE Alpha;
};
}ARGBQuad, *PARGBQuad;
//---------------------------------------------------------------------------

//---------------------------------------------------------------------------

FORCEINLINE
INT CheckValue(INT value)
{
return value <= 0? 0 : value >= 255? 255 : value;
}
//---------------------------------------------------------------------------

VOID BrightAndContrast(BitmapData *data, INT bright, INT contrast, BYTE threshold)
{
FLOAT cv = contrast <= -255? -1.0f : contrast / 255.0f;
if (contrast > 0 && contrast < 255)
cv = 1.0f / (1.0f - cv) - 1.0f;

BYTE values[256];
for (INT i = 0; i < 256; i ++)
{
INT v = contrast > 0? CheckValue(i + bright) : i;
if (contrast >= 255)
v = v >= threshold? 255 : 0;
else
v = CheckValue(v + (INT)((v - threshold) * cv + 0.5f));
values[i] = contrast < 0? CheckValue(v + bright) : v;
}

PARGBQuad p = (PARGBQuad)data->Scan0;
INT offset = data->Stride - data->Width * sizeof(ARGBQuad);

for (UINT y = 0; y < data->Height; y ++, (BYTE*)p += offset)
{
for (UINT x = 0; x < data->Width; x ++, p ++)
{
p->Blue = values[p->Blue];
p->Green = values[p->Green];
p->Red = values[p->Red];
}
}
}
//---------------------------------------------------------------------------

// 鎖定GDI+位位圖掃描線到data
FORCEINLINE
VOID LockBitmap(Gdiplus::Bitmap *bmp, BitmapData *data)
{
Gdiplus::Rect r(0, 0, bmp->GetWidth(), bmp->GetHeight());
bmp->LockBits(&r, ImageLockModeRead | ImageLockModeWrite,
PixelFormat32bppARGB, data);
}
//---------------------------------------------------------------------------

// GDI+位圖掃描線解鎖
FORCEINLINE
VOID UnlockBitmap(Gdiplus::Bitmap *bmp, BitmapData *data)
{
bmp->UnlockBits(data);
}
//---------------------------------------------------------------------------

void __fastcall TForm1::Button3Click(TObject *Sender)
{
Gdiplus::Bitmap *bmp = new Gdiplus::Bitmap(L"d:\\source.jpg");
Gdiplus::Graphics *g = new Gdiplus::Graphics(Canvas->Handle);
g->DrawImage(bmp, 0, 0);

BitmapData data;
LockBitmap(bmp, &data);
BrightAndContrast(&data, 0, 100, 121);
UnlockBitmap(bmp, &data);
g->DrawImage(bmp, data.Width, 0);

delete g;
delete bmp;
}
//---------------------------------------------------------------------------

在亮度/對比度調整函數BrightAndContrast中，首先按前面介紹的原理制造了一個256個元素大小的查找表，然后對圖像數據逐像素按R、G、B分量值在查找表中取得調整后的數據，因此處理速度相當快。

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