Python 图像处理 OpenCV (4):图像算数运算以及修改颜色空间

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Python 图像处理 OpenCV (4):图像算数运算以及修改颜色空间

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「Python 图像处理 OpenCV (1):入门」

「Python 图像处理 OpenCV (2):像素处理与 Numpy 操作以及 Matplotlib 显示图像」

「Python 图像处理 OpenCV (3):图像属性、图像感兴趣 ROI 区域及通道处理」

图像加法

图像加法有两种方式,一种是通过 Numpy 直接对两个图像进行相加,另一种是通过 OpenCVadd() 函数进行相加。

不管使用哪种方法,相加的两个图像必须具有相同的深度和类型,简单理解就是图像的大小和类型必须一致。

Numpy 加法

Numpy 的运算方法是: img = img1 + img2 ,然后再对最终的运算结果取模。

img1 + img2

OpenCV 加法

OpenCV 的运算方式是直接调用 add() 函数进行的,这时的运算方式是饱和运算。

img1 + img2

两种加法方式对应的示例如下:

import cv2 as cv
# 读取图像
img = cv.imread("maliao.jpg", cv.IMREAD_UNCHANGED)
test = img
# Numpy 加法
result1 = img + test
# OpenCV 加法
result2 = cv.add(img, test)
# 显示图像
cv.imshow("img", img)
cv.imshow("result1", result1)
cv.imshow("result2", result2)
# 等待显示
cv.waitKey()
cv.destroyAllWindows()

结果如下:

可以看到,使用 Numpy 取模加法的图片整体更偏绿色,而使用 OpenCV 饱和运算的加法,整体颜色更偏白色。

图像融合

图像融合其实也是一种图像加法,但是它和图像加法不同的是对图像赋予不同的权重,可以使图像具有融合或者透明的感觉。

图像加法: img = img1 + img2

图像融合: img = img1 * alpha + img2 * beta + gamma

图像融合用到的函数为 addWeighted() 具体如下:

dst = cv.addWeighter(img1, alpha, img2, beta, gamma)
dst = img1 * alpha + img2 * beta + gamma

这里的 alphabeta 都是系数,而 gamma 则是一个亮度调节量,不可省略。

下面这个示例中,我又找了一张下雨的图片,用这张图片和马里奥做一个图像融合的案例:

import cv2 as cv
# 读取图像
img1 = cv.imread("maliao.jpg", cv.IMREAD_UNCHANGED)
img2 = cv.imread("rain.jpg", cv.IMREAD_UNCHANGED)
# 图像融合
img = cv.addWeighted(img1, 0.4, img2, 0.6, 10)
# 显示图像
cv.imshow("img1", img1)
cv.imshow("img2", img2)
cv.imshow("img", img)
# 等待显示
cv.waitKey()
cv.destroyAllWindows()

结果如下:

图像融合时需要注意的和上面一致,需要图像大小是相等的,上面的示例这两张图片都是像素为 560 * 310 且都为 RGB 的图片。

改变颜色空间

OpenCV 中有超过150种颜色空间转换方法。我们先介绍两种最常用的: BGR <-> 灰度 和 BGR <-> HSV 。

对于改变颜色空间,我们使用 cvtColor(input_image, flag) 函数,其中的 flag 为转换的类型。

一些常见的 flag 值:

# BGR 转 灰度
cv.COLOR_BGR2GRAY
# BGR 转 HSV
cv.COLOR_BGR2HSV
# BGR 转 RGB
cv.COLOR_BGR2RGB
# 灰度 转 BGR
cv.COLOR_GRAY2BGR

可以很清楚的看到, flag 的命名非常的通俗易懂,如果想要获取其他所有的标记,可以使用下面这段代码:

import cv2 as cv
flags = [i for i in dir(cv) if i.startswith('COLOR_')]
print(flags)

结果就不贴了,挺长的。

注意: HSV 的色相范围为 [0,179] ,饱和度范围为 [0,255] ,值范围为 [0,255] 。不同的软件使用不同的范围。因此,如果需要将 OpenCV 值和它们比较,则需要将这些范围标准化。

我们使用 cvtColor() 这个函数将马里奥转化成灰度图像,示例如下:

import cv2 as cv
# 读取图像
img = cv.imread("maliao.jpg", cv.IMREAD_UNCHANGED)
# 图像类型转换
result = cv.cvtColor(img, cv.COLOR_RGB2GRAY)
# 图像展示
cv.imshow("img", img)
cv.imshow("result", result)
# 等待显示
cv.waitKey()
cv.destroyAllWindows()

结果如下:

示例代码

如果有需要获取源码的同学可以在公众号回复「OpenCV」进行获取。

参考

https://blog.csdn.net/Eastmount/article/details/82347501

http://woshicver.com/

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