OpenCV-Python學習筆記(1)----圖像基本讀寫操作

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• 一些理解：

圖像信息在計算機中其實是作爲一個array存在的。

對於灰度圖，每個像素的值可以用一個uint8型表示（0->255，黑->白）。這樣整個灰度圖的圖片可以用一個二維數組表示。

例如，對於200x300（200，300指像素，一共有60000個像素）大小的灰度圖，可以用一個uint8 array[200, 300]表示。

對於彩色圖片，每個像素的位置還是用一個二位數組表示，而該位置處的像素值可以用一個size等於3的向量表示（例如3通道RGB圖）。整個圖片可以用一個width * height * number_of_channel表示（例如200*300*3）。有些圖片格式還有透明度信息，此時每個像素值將有4個channel。

對於R, G, B三個channel，每個channel可以用一個uint8表示，在R這個channel上，其值0->255表示黑色->紅色（前提是另外兩個channel你都設爲了0）。

寫個代碼練一練：

• 生成原始的圖像數據：

img = np.zeros(shape = (300, 400), dtype = np.uint8)

img包含了一些屬性：

print(img.shape)    #output 300x400
print(img.size)
print(img.dtype)
print(img

運行結果：

(300, 400)
120000
uint8
[[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 0 0 ... 0 0 0]
 [0 0 0 ... 0 0 0]]

• 保存原始圖像數據到指定圖片格式：

cv2.imwrite("/home/kyle/Pictures/gray_img.jpg", img)

注意：在imwrite中，路徑參數不能用~/Pictures/***.jpg，我也不知爲什麼，如果這樣用的話程序運行不會報錯，但是在那個路徑下找不到保存的圖片文件。

然後就可以用圖片查看工具打開gray_img.jpg了。打開後你會發現是個全黑的圖片，因爲每個像素的值都是0。

• 圖片類型轉換：

例如將上一步生成的單通道的灰度圖轉換爲3通道的BGR圖：

img = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_GRAY2BGR)
print(img.shape)    #output 300x400x3, 3 channel.
print(img.size)
print(img.dtype)
print(img

打印輸出：

(300, 400, 3)
360000
uint8
[[[0 0 0]
  [0 0 0]
  [0 0 0]
  ...
  [0 0 0]
  [0 0 0]
  [0 0 0]]]

• 修改圖片指定像素的值

#img[:, :] = 200    #change the value of all channels to 200.
img[:, :, 1] = 200    #change the value of channel 1 to 200. 
print(img)

• 顯示圖片：

如果需要手動調整顯示圖片的窗口，需要cv2.namedWindow("Image"，cv2.WINDOW_NORMAL)

如果需要窗口自適應圖片大小，需要cv2.namedWindow("Image"，cv2.WINDOW_AUTOSIZE)

默認是窗口自適應。

cv2.namedWindow("Image")
cv2.imshow("Image", img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

• 讀取圖片：

默認情況下，即使圖像文件爲灰度格式，imread()函數也會返回BGR格式的圖像。該函數包含一些可配置的參數：

IMREAD_GRAYSCALE = 0
IMREAD_COLOR     = 1
IMREAD_ANYDEPTH  = 2
IMREAD_ANYCOLOR  = 4
IMREAD_LOAD_GDAL = 8
IMREAD_UNCHANGED = -1

例如，將一幅彩色圖片以灰度圖的方式讀取，並以灰度圖的方式保存到本地：

grayImage = cv2.imread("/home/kyle/Pictures/test.jpg", cv2.IMREAD_GRAYSCALE)
cv2.imwrite("/home/kyle/Pictures/test_gray.png", grayImage)

原圖與另存後的圖：

 

你也可以嘗試其他參數，查看讀取的結果。 

完整代碼：

GitHub地址：GitHub

#!/usr/bin/env python3

import numpy as np
from cv2 import cv2 #if you use "import cv2", it will occurs some error prompt in vscode.

def test():
    img = np.zeros(shape = (300, 400), dtype = np.uint8)

    print(img.shape)    #output 300x400
    print(img.size)
    print(img.dtype)
    print(img)

    #save img to file. I don't know why can't use "~/Pictures/gray_img.jpg".
    cv2.imwrite("/home/kyle/Pictures/gray_img.jpg", img)

    img = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_GRAY2BGR)
    print(img.shape)    #output 300x400x3, 3 channel.
    print(img.size)
    print(img.dtype)
    print(img)

    #img[:, :] = 200    #change the value of all channels to 200.
    img[:, :, 1] = 200    #change the value of channel 1 to 200. 
    cv2.imwrite("/home/kyle/Pictures/color_img.jpg", img)
    print(img)

    img[90:190, 30:120, 0] = 255

    cv2.namedWindow("Image")    #not necessary.
    cv2.imshow("Image", img)

    grayImage = cv2.imread("/home/kyle/Pictures/test.jpg", cv2.IMREAD_GRAYSCALE)
    cv2.imwrite("/home/kyle/Pictures/test_gray.png", grayImage)
    cv2.namedWindow("Image2")
    cv2.imshow("Image2", grayImage)

    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()

if __name__ == '__main__':
    test()