Question

图像处理中，图像的亮度值和灰度值有什么区别吗？还是一个意思，不同的叫法呢？

Answer 1

图像的亮度值和灰度值是有区别的，区别为：图象亮度是指画面的明亮程度，单位是堪德拉每平米(cd/m2)或称nits。灰度是指把白色与黑色之间按对数关系分成若干级，其范围一般从0到255，白色为255，黑色为0。

扩展资料：

灰度与亮度的关系：

转换公式:

一、基础

对于彩色转灰度，有一个很著名的心理学公式：

Gray=R*0.299+G*0.587+B*0.114

二、整数算法

而实际应用时，希望避免低速的浮点运算，所以需要整数算法。

注意到系数都是3位精度的没有，我们可以将它们缩放1000倍来实现整数运算算法：

Gray=(R*299+G*587+B*114+500)/1000

RGB一般是8位精度，现在缩放1000倍，所以上面的运算是32位整型的运算。注意后面那个除法是整数除法，所以需要加上500来实现四舍五入。

就是由于该算法需要32位运算，所以该公式的另一个变种很流行：

Gray=(R*30+G*59+B*11+50)/100

但是，虽说上一个公式是32位整数运算，但是根据80x86体系的整数乘除指令的特点，是可以用16位整数乘除指令来运算的。

三、整数移位算法

上面的整数算法已经很快了，但是有一点仍制约速度，就是最后的那个除法。移位比除法快多了，所以可以将系数缩放成2的整数幂。

习惯上使用16位精度，2的16次幂是65536，所以这样计算系数：

0.299*65536=19595.264≈19595

0.587*65536+(0.264)=38469.632+0.264=38469.896≈38469

0.114*65536+(0.896)=7471.104+0.896=7472

四舍五入会有较大的误差，应该将以前的计算结果的误差一起计算进去，舍入方式是去尾法：

写成表达式是：

Gray=(R*19595+G*38469+B*7472)>>16

2至20位精度的系数：

Gray=(R*1+G*2+B*1)>>2

Gray=(R*2+G*5+B*1)>>3

Gray=(R*4+G*10+B*2)>>4

Gray=(R*9+G*19+B*4)>>5

Gray=(R*19+G*37+B*8)>>6

Gray=(R*38+G*75+B*15)>>7

Gray=(R*76+G*150+B*30)>>8

Gray=(R*153+G*300+B*59)>>9

Gray=(R*306+G*601+B*117)>>10

Gray=(R*612+G*1202+B*234)>>11

Gray=(R*1224+G*2405+B*467)>>12

Gray=(R*2449+G*4809+B*934)>>13

Gray=(R*4898+G*9618+B*1868)>>14

Gray=(R*9797+G*19235+B*3736)>>15

Gray=(R*19595+G*38469+B*7472)>>16

Gray=(R*39190+G*76939+B*14943)>>17

Gray=(R*78381+G*153878+B*29885)>>18

Gray=(R*156762+G*307757+B*59769)>>19

Gray=(R*313524+G*615514+B*119538)>>20

观察上面的式子，这些精度实际上是一样的：3与4、7与8、10与11、13与14、19与20，所以16位运算下最好的计算公式是使用7位精度，比先前那个系数缩放100倍的精度高，而且速度快：

Gray=(R*38+G*75+B*15)>>7

其实最有意思的还是那个2位精度的，完全可以移位优化：

Gray=(R+(WORD)G<<1+B)>>2

由于误差很大，所以做图像处理绝不用该公式（最常用的是16位精度）。但对于游戏编程
，场景经常变化，用户一般不可能观察到颜色的细微差别，所以最常用的是2位精度。

参考资料：

百度百科——灰度值

百度百科——图像亮度