¿Cuál es el algoritmo detrás de la capa de ajuste "blanco y negro" de Photoshop?

¿Alguien puede explicar el algoritmo detrás de la capa de ajuste "Blanco y negro" en Photoshop?

Tengo que reproducirlo usando C ++ para una aplicación que enfatiza píxeles no rojos / magenta (ish) de una imagen (con una tolerancia configurable similar al porcentaje), y este recurso mostró el comportamiento que estoy esperando.

Todavía no podía reproducirlo, pero encontré una pista:

Cada píxel está definido por hasta dos controles, uno aditivo (RGB) y uno sustractivo (CMY).

Repliqué el algoritmo perfectamente en MATLAB (Basado en la respuesta de @ Ivan Kuckir ):

function [ mO ] = ApplyBlackWhiteFilter( mI, vCoeffValues )

FALSE   = 0;
TRUE    = 1;

OFF = 0;
ON  = 1;

numRows = size(mI, 1);
numCols = size(mI, 2);
dataClass = class(mI);

numCoeff    = size(vCoeffValues, 1);
hueRadius   = 1 / numCoeff;
vHueVal     = [0:(numCoeff - 1)] * hueRadius;

mHsl = ConvertRgbToHsl(mI);
mO = zeros(numRows, numCols, dataClass);

vCoeffValues = numCoeff * vCoeffValues;

for jj = 1:numCols
    for ii = 1:numRows
        hueVal = mHsl(ii, jj, 1);
        lumCoeff = 0;

        % For kk = 1 we're dealing with circular distance
        diffVal     = min(abs(vHueVal(1) - hueVal), abs(1 - hueVal));
        lumCoeff    = lumCoeff + (vCoeffValues(1) * max(0, hueRadius - diffVal));
        for kk = 2:numCoeff
            lumCoeff = lumCoeff + (vCoeffValues(kk) * max(0, hueRadius - abs(vHueVal(kk) - hueVal)));
        end

        mO(ii, jj) = mHsl(ii, jj, 3) * (1 + lumCoeff);
    end
end


end

Tenga en cuenta que la conversión de vPhotoshopValuesa vCoeffValuesdebe hacerse como vCoeffValues = (vPhotoshopValues - 50) ./ 50.
Como los valores de Photoshop están en [-200, 300] y deben asignarse linealmente en [-5, 5] con 50 -> 0.

Aquí hay una comparación con Photoshop:

El error máximo es inferior a 1 en el rango [0, 255].

El código completo está disponible en mi repositorio de GitHub de procesamiento de señales StackExchange Q688 .

Cada imagen (en color) está compuesta de componentes RGB. cuando agrega (o reduce) un valor constante a todos los píxeles solo en los componentes ROJOS, verá el efecto equivalente a mover la pestaña ROJA hacia la derecha, y de la misma manera, reducir el componente ROJO en una constante tendrá el efecto inverso.

Del mismo modo, puede aumentar / disminuir cada componente en un valor fijo como se describe. Si aumenta / disminuye TODOS los componentes RGB en un mismo valor, esto será equivalente a un cambio en el brillo (básicamente está agregando / eliminando el color BLANCO).

El Cian, Azul, Magenta - corresponde a dicha transformación en el espacio de color CMYK. (Pero supongo que el azul en este espacio de color corresponde a una mezcla de Cian y Amarillo. Entonces, eso es un poco complicado. La transformación es esencialmente la misma para todos.

El último elemento Tinte: {Hue and Saturation} corresponde a las mismas operaciones, pero aquí, las imágenes se transforman primero en el modelo HSV y luego HUE y Saturation se suman / restan de forma independiente.

No sé acerca de las relaciones exactas de los marcadores del dial con los números correspondientes, pero eso se puede averiguar probando valores prácticos.