2017年7月11日火曜日

C# Magick.NETを使ってみる。グレースケール変換

C# Magick.NETを使ってみる
目次→http://1studying.blogspot.jp/2017/07/c-magicknetmokuzi.html#kuw08


カラースペースでグレー変換

一番スタンダードな方法。
グレーへ変換
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using (var myMagick = new ImageMagick.MagickImage("./色チャート/色600_RGB.psd"))
{
    //「マッチング方法」→「Perceptual」知覚的（Photoshopデフォルト）
    myMagick.RenderingIntent = ImageMagick.RenderingIntent.Perceptual;
    //「黒点の補正を使用」
    myMagick.BlackPointCompensation = true;
 
    //「ICCプロファイル」が埋め込まれていなければ
    if (myMagick.GetColorProfile() == null)
    {
        myMagick.AddProfile(ImageMagick.ColorProfile.SRGB);
        //MessageBox.Show("埋め込みました");
    }
    //プロファイルの削除
    myMagick.RemoveProfile("icc");
 
    //カラースペースをグレーに変更
    myMagick.ColorSpace = ImageMagick.ColorSpace.Gray;
 
    ////「背景」にする(アルファを白くします)
    //myMagick.ColorAlpha(ImageMagick.MagickColors.White);
 
    myMagick.Write("./test_outfile.tif");
}
MessageBox.Show("処理終了。");
一応グレー変換前に「ICCプロファイル」を消去しましたが、
グレー変換時、「ICCプロファイル」の影響は受けないっぽい。
消去していなくても、グレー変換時に「ICCプロファイル」は自動で消去される。
（「Rec709Luma」でグレー化したのと同じ結果になります。）
「Photoshop」に近い結果は得られない。




「Intensity」強度を指定してグレー変換

グレーへ変換時、「Intensity」強度の種類を指定出来る。
グレー化時「Intensity」を選択
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using (var myMagick = new ImageMagick.MagickImage("./色チャート/色600_RGB.psd"))
{
    //「マッチング方法」→「Perceptual」知覚的（Photoshopデフォルト）
    myMagick.RenderingIntent = ImageMagick.RenderingIntent.Perceptual;
    //「黒点の補正を使用」
    myMagick.BlackPointCompensation = true;
 
    //「ICCプロファイル」が埋め込まれていなければ
    if (myMagick.GetColorProfile() == null)
    {
        myMagick.AddProfile(ImageMagick.ColorProfile.SRGB);
        //MessageBox.Show("埋め込みました");
    }
    //プロファイルの削除
    myMagick.RemoveProfile("icc");
 
    //グレー化する時の「Intensity」強度の種類を選択できる
    //myMagick.Grayscale(ImageMagick.PixelIntensityMethod.Average);
    //myMagick.Grayscale(ImageMagick.PixelIntensityMethod.Brightness);
    //myMagick.Grayscale(ImageMagick.PixelIntensityMethod.Lightness);
    //myMagick.Grayscale(ImageMagick.PixelIntensityMethod.MS);
    //「Rec601Luma」（R=0.298839 + G=0.586811 + B=0.114350）
    //myMagick.Grayscale(ImageMagick.PixelIntensityMethod.Rec601Luma);
    //myMagick.Grayscale(ImageMagick.PixelIntensityMethod.Rec601Luminance);
    //「Rec709Luma」（R=0.212656 + G=0.715158 + B=0.072186）
    myMagick.Grayscale(ImageMagick.PixelIntensityMethod.Rec709Luma);
    //myMagick.Grayscale(ImageMagick.PixelIntensityMethod.Rec709Luminance);
    //myMagick.Grayscale(ImageMagick.PixelIntensityMethod.RMS);
 
    ////「背景」にする(アルファを白くします)
    //myMagick.ColorAlpha(ImageMagick.MagickColors.White);
 
    myMagick.Write("./test_out_Rec709Luma.tif");
}
MessageBox.Show("処理終了。");
様々な強度の種類があるけど、「Photoshop」に近い結果が無かった。



「FX」で手動グレー変換

「FX」を使用して手動でグレー変換してみる。
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//「FX」を使う
myMagick.Fx("0.2*r+0.7*g+0.1*b");
処理に時間が掛かります。
「Photoshop」に近い結果は得られない。


「ColorMatrix」で手動グレー変換

「ColorMatrix」は彩度の変更、色相の回転、アルファの輝度、様々なエフェクトが可能。
基本は以下の様な記述になります。
画像の変更無し
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var matrixElement = new double[]{
    1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, //レッド or シアン
    0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, //グリーン or マゼンタ
    0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, //ブルー or イエロー
    0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, //無し or ブラック
    0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, //アルファ
    0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0
    };
myMagick.ColorMatrix(new ImageMagick.MagickColorMatrix(6, matrixElement));
この変換用パラメータの場合画像に対して何の変更も行いません。


変換用パラメータの行列
RGBA画像は５行×５列（６行×６列でも問題なし）
RGBA画像にオフセット（+やｰ数値の追加）を付けたい場合６行×６列
（CMYKのサポートの為、オフセット量は６列目に記述します。
　255で割った数値を記述します。-1.0〜+1.0）
CMYKA画像は６行×６列（６列目がオフセット量）
のパラメータ行列を使用します。
カラー行列（変換用パラメータ）は必ず行と列が同じ数となります。


パラメータ行列の意味
・列は入力値を示します。
　１列目〜５列目に「1.0」を100％とした各色の入力数値を設定します。
　（255の場合、1.0は255が入力、0.5の場合128が入力値となる）
　左から「R､G､B､AかC､M､Y､K､A」の順で列に入力値を割り振ります。
　上から何行目に数値を設定するかで出力色が決まります。

・６列目はオフセット用の列です。
　６列目のみ特殊な列となります。
　行内の各列各色の入力数値を合計した、合計出力値に対するオフセット値となります。
　合計出力値に対して-1.0(常に濃度0％)〜+1.0(常に濃度100％)を割り振れます。

・行は各色の出力値を示します。
１行目左から「RGBAかCMYKA」の入力合計値が「ＲかＣ」へ出力(0.0〜1.0)
２行目左から「RGBAかCMYKA」の入力合計値が「ＧかＭ」へ出力(0.0〜1.0)
３行目左から「RGBAかCMYKA」の入力合計値が「ＢかＹ」へ出力(0.0〜1.0)
４行目左から「RGBAかCMYKA」の入力合計値が「ＡかＫ」へ出力(0.0〜1.0)
５行目左から「RGBAかCMYKA」の入力合計値が「　　Ａ」へ出力(0.0〜1.0)
６行目左から「RGBAかCMYKA」の入力合計値が「ダミー？」へ出力(0.0〜1.0)


レシピ１
RGBのGを全てRの色に割り振りGは常に0となる。
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var matrixElement = new double[]{
    1.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0,
    0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0,
    0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0,
    0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0,
    0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0,
    0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0
    };
myMagick.ColorMatrix(new ImageMagick.MagickColorMatrix(6, matrixElement));

レシピ２
RGB画像にオフセットを付けてコントラストを追加
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var matrixElement = new double[]{
    1.5, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0,-0.157,
    0.0, 1.5, 0.0, 0.0, 0.0,-0.157,
    0.0, 0.0, 1.5, 0.0, 0.0,-0.157,
    0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0,
    0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0,
    0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0
    };
myMagick.ColorMatrix(new ImageMagick.MagickColorMatrix(6, matrixElement));

RGBをグレー変換するには
行のR+G+Bの合計出力値が丁度1.0になるように調整すれば、
グレー出力となります。
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double red = 0.3;
double grn = 0.6;
double blu = 0.1;
var matrixElement = new double[]{
    red, grn, blu, 0.0, 0.0, 0.0,
    red, grn, blu, 0.0, 0.0, 0.0,
    red, grn, blu, 0.0, 0.0, 0.0,
    0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0,
    0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0,
    0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0
    };
myMagick.ColorMatrix(new ImageMagick.MagickColorMatrix(6, matrixElement));

グレー化時、「Intensity」強度の種類に合わせるには
「Rec601Luma」（R=0.298839 + G=0.586811 + B=0.114350）
「Rec601Luminance」（R=0.298839 + G=0.586811 + B=0.114350）
「Rec709Luma」（R=0.212656 + G=0.715158 + B=0.072186）
「Rec709Luminance」（R=0.212656 + G=0.715158 + B=0.072186）
（「Rec601Luminance」と「Rec709Luminance」は
「Gamma1.0」なので同じにならない）
「Rec709Luma」の処理結果と同じ物を作るには以下のような記述となります。
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//「Rec709Luma」と同じ処理結果になります。
//myMagick.Grayscale(ImageMagick.PixelIntensityMethod.Rec709Luma);
double red = 0.212656;
double grn = 0.715158;
double blu = 0.072186;
var matrixElement = new double[]{
    red, grn, blu, 0.0, 0.0, 0.0,
    red, grn, blu, 0.0, 0.0, 0.0,
    red, grn, blu, 0.0, 0.0, 0.0,
    0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0,
    0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0,
    0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0
    };
myMagick.ColorMatrix(new ImageMagick.MagickColorMatrix(6, matrixElement));



「Photoshop」のカラーモード変換をエミュレート





自分用めも：
「C# Magick.NETで「Photoshop」のカラーモード変換をエミュレート」非公開
http://00studying.blogspot.jp/2017/07/c-magicknetcolorpshopemu.html


他


以下のサイトを参考にしました。
ImageMagick v6の例 - 色の変更
http://www.imagemagick.org/Usage/color_mods/

【.NET】カラー行列(ColorMatrix)で画像のRGBの値を調整する
http://www.r-nakai.com/archives/30
【.NET】カラー行列(ColorMatrix)で画像をグレースケール化する
http://www.r-nakai.com/archives/41

C# ColorMatrixクラスを使用する方法
http://dobon.net/vb/dotnet/graphics/colorbalance.html

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