OpenCVにおける、色のオーバーフロー問題

Question

###前提・実現したいこと
色に色を加算して、色の混合をしようとしています。Microsoft office付属のpicture managerの色の補正機能のようなことを、CUIにしたい、というのがわかりやすいでしょうか。

・第一目標： 加算後に桁あふれする場合には255で頭打ち
・第二目標：sinθかシグモイドのような関数を使って、値が飽和しないように補正量を調整

###発生している問題・エラーメッセージ
色を加算したときに、255を超えると値がオーバーフローして値が異常になります。
具体的には、数学上では255+1=256なのですが、OpenCV上では255+1=1（8ビットで桁あふれ？）します。

生+0	生+32	生+64	生+128

###該当のソースコード

# -*- coding: utf-8 -*-
import cv2
import numpy as np

FILENAME ="lenna.png"

def generate_image(path,b,g,r):
    # Load image
    img = cv2.imread(path, cv2.IMREAD_COLOR)
    #cv2.imshow("img",img)
    #cv2.waitKey(0)

    # Split image
    img_b, img_g, img_r = cv2.split(img)

    # Add required value
    img_b = img_b + b
    img_g = img_g + g
    img_r = img_r + r

    # Merge each cannels
    img = cv2.merge([img_b, img_g, img_r])

    #cv2.imwrite("test.png",img)
    return img

def show_image(path,b,g,r):
    img = generate_image(FILENAME,b,g,r)
    cv2.imshow("B:%s G:%s R:%s"%(b,g,r),img)
    cv2.waitKey(0)


if __name__ == "__main__":
    show_image(FILENAME,0,0,0)
    show_image(FILENAME,32,32,32)
    show_image(FILENAME,64,64,64)
    show_image(FILENAME,128,128,128)

###試したこと
OpenCVの画像のビット数を変えたり、thresholdを使おうとしましたが、うまくいかずに今に至ります。

###補足情報(言語/FW/ツール等のバージョンなど)
Python3

Comments

[_Victorique__]

具体的にどう調整したいんですか？

[退会済みユーザー]

第一目標目標は、加算後の数値のオーバーフローをなくしたいです。第二目標は、加算（もしくは減産）によって、結果が飽和しないように（白飛びしてつぶれてしまわないように）することです。雰囲気がつかめるような画像イメージを追加しますね。

Answer 1

・第一目標： 加算後に桁あふれする場合には255で頭打ち

OpenCV提供の加算メソッドcv2.addは飽和演算を行います。

img_b = cv2.add(img_b, b)
img_g = cv2.add(img_g, g)
img_r = cv2.add(img_r, r)

・第二目標：sinθかシグモイドのような関数を使って、値が飽和しないように補正量を調整

8bit画像のピクセル値に対して任意の関数 y=f(x) を適用する場合、LookUpTable事前作成＋cv2.LUTメソッドによる変換処理が便利（かつ高速）です。

Comments

[退会済みユーザー]

ご回答ありがとうございます。
やりたかったことは、まさに回答に書いていただいたことそのものです。
第二目標のやり方はガンマ補正のやり方でしょうか。ガンマ補正はよくわからない、と一括りに避けてきたのですが、これを機に乗り切りたいと思います。

[yohhoy]

cv2.LUTメソッドは"汎用"の画素値変換関数です。もちろんガンマ補正も行えますが、入力値→出力値の関係で表せる任意の画像変換で利用されるものです。

[退会済みユーザー]

>入力値→出力値の関係で表せる任意の画像変換で利用
アドバイスありがとうございます、HSVでも使えそうなのであれやこれやと夢が広がります！

Answer 2

ちょっと手元にOpenCV2が無いのと、Pythonに私が疎いためOpenCV3兼C++のコードで申し訳ないのですが、
第一目標のほうはthresholdで達成出来ないでしょうか？

threshold_typeにCV_THRESH_TRUNC（仮に名前が違うとしてもOpenCV2でもTRUNCATEするTypeは存在するはず）を指定すれば

私の手元で確認したところ上手く切り捨てられております。

#include <vector>
#include <cv.h>
#include <highgui.h>

using namespace std;
using namespace cv;

int main()
{
    Mat input, output, tmp;
    vector<Mat> chanels;

    split(input, chanels);

    // ここで加算している数値を適当に変える
    chanels[0] += 128; // blue
    chanels[1] += 128; // green
    chanels[2] += 128; // red

    merge(chanels, tmp);

    // 第三引数に閾値（切り捨てたい値）、第五引数に`CV_THRESH_TRUNC`を指定
    // `CV_THRESH_TRUNC`指定時は第四引数は利用されないはず。
    threshold(tmp, output, 255, 255, CV_THRESH_TRUNC);

    imshow("test", output)l
    waitKey(0);

    return 0;
}

Comments

[退会済みユーザー]

ご回答ありがとうございます。
初めにやろうとし（て頓挫し）たのはこんな感じのやり方でした。
今後ともよろしくお願いいたします。

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OpenCVの文献を見るたびにC++のことが出てくるので、いつかはC++も覚える、と気持ちだけ意気込んでいます。