4.1.3　色彩管理

如上一小节所述，Image类扩展了基础数组，并使用colorMode来存储应如何处理多维数据的颜色信息。colorMode()函数可用于访问和更改此属性，修改图像的渲染模式。在下一个例子中，我们将一张彩色图像的模式变为灰色（Grayscale），这样该图像将不再显示为单一的彩色图像，而是转换为三帧的灰色图像，分别对应红、绿、蓝三个通道。colorMode()函数只会改变EBImage渲染图像的方式，并不会改变图像的内容。运行以下程序代码，将一个彩色图像渲染为一个具有3帧（红色通道、绿色通道、蓝色通道）的灰色图像，如图4-5所示。

> colorMode(imgcol) <- Grayscale
> display(imgcol,method = 'raster',all = TRUE,nx = 3)

我们还可以利用writeImage()函数将imgcol保存到本地，此时会将三个通道的灰色图像分别保存为jepg文件。

> writeImage(imgcol,'../images/imgcol-grayscale.jpg')
> list.files('../images/',pattern = 'imgcol-grayscale')
[1] "imgcol-grayscale-0.jpg" "imgcol-grayscale-1.jpg" "imgcol-grayscale-2.jpg"

我们可以使用更灵活的channel()函数进行色彩空间转换，可以将灰色图像转换为彩色图像，也可以从彩色图像中提取颜色通道。与colorMode()函数不同，channel()函数还可以更改图像的像素强度值。asred、asgreen和asblue转换模式可以将灰色图像或数组转换为指定色调的彩色图像，此时图形数据也将从二维变成三维。运行以下程序代码可以将灰色图像变成绿色图像，如图4-6所示。

> img_asgreen <- channel(img,'asgreen')
> dim(img)
[1] 1920 1080
> dim(img_asgreen)
[1] 1920 1080    3

由上述代码可知，channel()函数将灰色图像变成彩色图像，图像数据从二维变成三维，因为img_asgreen是一张绿色图像，所以红色通道、蓝色通道的矩阵数值全部为0。我们单独绘制三个通道数据的直方图进行直观展示，运行以下程序代码得到如图4-7所示结果。

> par(mfrow=c(1,3))
> title <- c('red','green','blue')
> for(i in 1:3) {hist(img_asgreen[,,i],main = title[i])}
> par(mfrow=c(1,1))

从图4-7可知，仅绿色通道的矩阵数值不全部为0，红色通道、蓝色通道的矩阵数值全部为0。其实绿色通道的矩阵数值与灰色图像img的矩阵数值完全一致，我们通过all.equal()函数进行验证。

> # 判断绿色通道矩阵是否与灰色图像矩阵一致
> all.equal(imageData(img[,]),imageData(img_asgreen[,,2]))
[1] TRUE

返回结果为TRUE，说明两者的矩阵数值完全一致。

我们知道，当红、绿、蓝三通道的值均为1时，返回白色图像；当红、绿、蓝三通道的值均为0时，返回黑色图像。运行以下代码，将在img_asgreen图像左上方依次修改为黑色块、白色块、红色块、蓝色块，如图4-8所示。

> # 修改数据矩阵
> img_asgreen[1:60,1:60,1:3] <- 0    # 黑色块区域
> img_asgreen[61:120,1:60,1:3] <- 1  # 白色块区域
> img_asgreen[121:180,1:60,1] <- 1
> img_asgreen[121:180,1:60,2:3] <- 0 # 红色块区域
> img_asgreen[181:240,1:60,3] <- 1
> img_asgreen[181:240,1:60,1:2] <- 0 # 蓝色块区域
> plot(img_asgreen)

rgbImage()函数能够将3张灰色图像合并成一张彩色图像。运行以下程序代码可得到彩色图像，如图4-9所示。

> redImage <- readImage('../images/imgcol-grayscale-0.jpg')
> greenImage <- readImage('../images/imgcol-grayscale-1.jpg')
> blueImage <- readImage('../images/imgcol-grayscale-2.jpg')
> colorImage <- rgbImage(red = redImage,green = greenImage,blue = blueImage)
> plot(colorImage)