「IT Text 画像工学」 OpenCVの処理について

Question

「IT Text 画像工学」という本の画像のポスタリゼーションのコードなのですが、
本によると、４階調のポスタリゼーションカラーに変換されるようです。

しかしソースを読む限り、入力画像と出力画像の結果は同じです。
Pythonに移植して実行してみましたが、結果は変わりません。

なぜでしょうか

https://www.ohmsha.co.jp/book/9784274220074/

//
//  sample-2_6.cpp
//  look up table
//
//  Created by sawano on 2016/09/12.
//  Copyright © 2016年 AIT. All rights reserved.
//
#include <iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>


#define VAL_MAX (256) //輝度値の要素数
#define STEP (4) //ポスタリゼーションの段階数
//入力画像
#define FILENAME "input.jpg"
//ウィンドウ名
#define WINDOW_INPUT "input"
#define WINDOW_OUTPUT "output"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    int lut[VAL_MAX]; //ルックアップテーブルの宣言
    
    //画像の入力 (グレースケール)
    cv::Mat src_img = cv::imread(FILENAME, 0);
    if (src_img.empty()) { //入力失敗の場合
        return (-1);
    }
    
    //ルックアップテーブルの生成
    for (int i=0; i<VAL_MAX; i++) {
        //ポスタリゼーション
        lut[i] = (i / (VAL_MAX / STEP)) * (VAL_MAX / STEP);
        //ネガポジ変換
        //lut[i] = (VAL_MAX-1) - i;
        printf("%d: %d\n", i, lut[i]);
    }
    
    //出力画像のメモリ確保
    cv::Mat dst_img = cv::Mat(src_img.size(), CV_8U, 1);
    
    //画像の走査 (ヒストグラムの生成)
    for (int y=0; y<src_img.rows; y++) { //縦
        for (int x=0; x<src_img.cols; x++) { //横
            dst_img.at<unsigned char>(y, x) = lut[src_img.at<unsigned char>(y, x)];
        }
    }
    //画像の表示
    cv::imshow(WINDOW_INPUT, src_img);
    cv::imshow(WINDOW_OUTPUT, dst_img);
    cv::waitKey(); //キー入力待ち
    cv::imwrite("posterization.jpg", dst_img); //画像の保存
    
    return 0;
}

# -*- coding: utf-8 -*-
"""Tone-curve-Postarization.ipynb

Automatically generated by Colaboratory.

Original file is located at
    https://colab.research.google.com/drive/1jU2JgQ2kJhRBwaTt3S6VyRILmUFueHIc
"""

!wget http://www.centerportgardenclub.org/wp-content/gallery/photos/2014-marisa-comple-IMG_5867.jpeg img.jpg

mv 2014-marisa-comple-IMG_5867.jpeg img.jpg

ls

# %matplotlib inline
import cv2
import matplotlib.pyplot as plt

src_img = cv2.imread("img.jpg", 0);
plt.imshow( src_img)

max_ = 256
step_ = 4

lut = [0] * max_
for i in range(max_):
  lut[i] = (i / (max_ / step_)) * (max_ / step_)

dst_img = []
for i in range(480):
  temp = []
  for j in range(480):
    temp.append(0)
  
  dst_img.append(temp)
dst_img[1][5]

for y in range(src_img.shape[0]):
  for x in range(src_img.shape[1]):
    dst_img[y][x] = lut[src_img[y][x]];

dst_img[170][239]

src_img.shape

plt.imshow(dst_img)

Comments

[tiitoi]

Python に移植したコードも貼れますか？

[teefpc]

Google Colab を使っているので、とりあえず、以下のリンクを貼ります。
https://drive.google.com/open?id=1jU2JgQ2kJhRBwaTt3S6VyRILmUFueHIc

[tiitoi]

Lookup Table 作成のところを見ると、
lut[i] = (i / (VAL_MAX / STEP)) * (VAL_MAX / STEP);
となっていますが、結局これは
lut[i] = i なので、元の画像から画素値が変更されません。
書籍からのコピペミス等はないでしょうか？

[teefpc]

ありがとうございます。Python コードも追加しました。
サイトからのダウンロードソースと、本とを見比べましたが、同じでした

[tiitoi]

LouiS さんの回答のように、C の 整数 / 整数 は Python 3 でいう 整数 // 整数 だから、lut[i] = i とは、Cのコードだとならないですね。勘違いしてました。すいません。
なので、C から Python に移植する際は注意が必要ですね。

[teefpc]

Python 2.xでは、/ 記号でも、C++と同じように整数で、返していたようですね。
色々とありがとうございました。

Answer 1

次のように書いたら上手くいきませんか？

lut[i] = (i // (max_ // step_)) * (max_ // step_)

整数わる整数の計算結果が、C++とPythonでは異なりますので。

修正： max_ / step_ を max_ // step_ に変更
step_ は max_ の約数ではありますが、念のため。

Comments

[teefpc]

ありがとうございます！できました。
これは、自動でint 型にキャストしているのですね。

[LouiS0616]

整数除算ですね。
実装を知らないので想像の範疇を出ませんが、計算後に整数に変換しているのではなく、最初から専用の命令を利用しているように思えます。

Answer 2

４階調のポスタリゼーション　実行結果　左：入力　右：出力