計算機視覺技術(shù) 課件 2.4：OpenCV基本使用

第二章：OpenCV基本使用主講：李紅蕾復(fù)習(xí)分享時間OpenCV基本操作使用4.1圖像讀取4.2圖像轉(zhuǎn)換4.3色彩分離與合并04imread(filename[,flags])→retval

4.1

圖像讀取

OpenCV的imread()用于讀取圖像：函數(shù)說明：（1）retval是讀取到的圖像對象，在OpenCV中是Mat類型；（2）參數(shù)filename是將要讀取的圖像文件名；函數(shù)imread()支持大部分圖像格式，常用的包括位圖（*.bmp、*.dib）、JPEG圖像（*.jpg、*.jpeg）、網(wǎng)絡(luò)圖形（*.png）、TIFF文件（*.tiff、*.tif）等（3）flag是讀取標記，可省略，不同標記值代表含義不同，如-1表示讀取圖像格式不變，0表示單通道的灰度圖像，1表示三通道BGR圖像，為默認值。4.1

圖像讀取在實際編碼過程中，相較于直接使用數(shù)字方式，大家更提倡使用OpenCV常量的方式。imread()函數(shù)的flag參數(shù)取值的常量表示如表所示im=cv2.imread(“cat.jpg”)#讀入圖像文件

print(im.shape)#(200,200,3)

print(im.size)#120000

print(im.dtype)#uint8

4.1

圖像讀取

獲取圖像的屬性信息使用imread()函數(shù)獲取圖像對象后，可以繼續(xù)獲取圖像的屬性信息，包括圖像形狀（shape）、像素數(shù)（size）、數(shù)據(jù)類型（dtype）等。解釋：shape屬性返回圖像的行數(shù)、列數(shù)和通道數(shù)。size屬性返回圖像的像素數(shù)量。dtype屬性返回的是圖像的數(shù)據(jù)類型。4.1

圖像讀取【練習(xí)1】采用不同的flag讀取圖片，查看各自的形狀、尺寸和數(shù)據(jù)類型結(jié)果：defaut(1026,1024,3)3151872uint8bgrim(1026,1024,3)3151872uint8unchange(1026,1024,4)4202496uint8grayim(1026,1024)1050624uint8完成實驗報告練習(xí)1imshow(winname,mat)→None

imshow("Window1",cv2.imread("cat.jpg"))

4.2

圖像顯示

使用imshow()函數(shù)可以顯示圖像參數(shù)說明：None表示函數(shù)沒有返回值；winname是窗口名稱。如“Window1”。mat是圖像對象。提示：如果要將窗口創(chuàng)建和顯示分離，可以在使用imshow()函數(shù)之前，使用函數(shù)namedWindow()提前創(chuàng)建窗口。此處在imshow()語句前添加dWindow("Window1")，效果是一樣的。例如，在窗口中顯示圖像cat.jpg的語句為：destroyWindow(winname)→None

cv2.waitKey(5000)

cv2.destroyWindow("Window1")

4.2

圖像顯示

使用destroyWindow()可以銷毀圖像窗口參數(shù)說明：None表示函數(shù)沒有返回值；winname是要銷毀的窗口名稱。提示：在實際使用該函數(shù)通常搭配waitKey()函數(shù)使用。waitKey()用于監(jiān)聽按鍵事件，當監(jiān)聽到按鍵被按下，則繼續(xù)執(zhí)行程序，或者設(shè)置等待時間。如果要直接銷毀所有OpenCV的創(chuàng)建的窗口，則使用destroyAllWindows()函數(shù)。如等待5秒后銷毀窗口，代碼為：4.2

圖像顯示

waitKey()和ASCII碼表：waitKey(waittime)→key

#key對應(yīng)ASCII碼（美國信息交換標準代碼）whileTrue:

ifcv2.waitKey(0)==27:

cv2.destroyAllWindows()

break監(jiān)聽特定按鍵的實例：4.2圖像顯示【練習(xí)2】創(chuàng)建一個窗口“win”，在該窗口中默認顯示“cat.jpg”.持續(xù)監(jiān)聽鍵盤，如果監(jiān)聽到空格鍵（key==32），則顯示圖像在cat.jpg和little.png之間切換。如果監(jiān)聽到ESC（key==27），則銷毀窗口。完成實驗報告練習(xí)2

imwrite(filename,img[,params])→retval

cv2.imwrite(“l(fā)ena.jpg",cv2.imread("cat.jpg"))

4.3

圖像保存

imwrite()函數(shù)表示保存圖片到本地參數(shù)說明：（1）retval表示返回保存圖像對象，為True或False；（2）參數(shù)filename是待保存文件地址的完整路徑，包含文件擴展名；（3）img是被保存的圖像對象；（4）params是可選的保存參數(shù)；如將讀出的cat.jpg文件保存為lena.jpg，語句為：4.1

圖像讀取【例】讀取圖片cat.jpg并顯示，等待按鍵后執(zhí)行窗口銷毀、圖像數(shù)據(jù)打印，并重新將圖像保存為cat1.jpg。完成實驗報告練習(xí)3

4.1

圖像讀取運行結(jié)果分析：首先讀取到的圖像顯示出來。執(zhí)行到“cv2.waitKey()”開始等待，此時按下任意按鍵，圖像窗口會關(guān)閉。執(zhí)行結(jié)果窗口打印出圖像數(shù)據(jù)。圖像輸出數(shù)據(jù)片段如圖從圖中可以看出輸出的像素是3個元素的數(shù)組。需要注意的是，OpenCV默認讀取的三通道圖像為BGR格式BGR復(fù)習(xí)1.

OpenCV讀取圖像的函數(shù)是？A

open()Bimread()Cload()Dimopen()2.OpenCV保存圖像的函數(shù)是？A

save()Bimsave()Cimwrite()write()3.

cv2.waitKey無限等待鍵盤按下事件的參數(shù)是？A

cv2.waitKey(5000)Bcv2.waitKey(-1)Ccv2.waitKey(1)Dcv2.waitKey(0)im=cv2.imread("cat.jpg",cv2.IMREAD_GRAYSCALE)

4.2

圖像轉(zhuǎn)換（1）

轉(zhuǎn)灰度圖像圖像處理過程中，為了減少減少數(shù)據(jù)量，提高計算效率，經(jīng)常需要將彩色圖轉(zhuǎn)換為灰度圖或二值圖像。方法一：以灰度圖的形式讀取圖片，直接將imread()函數(shù)的第2個參數(shù)設(shè)置為cv2.IMREAD_GRAYSCALE或0即可，語句為：im1=cv2.cvtColor(im,cv2.COLOR_BGR2GRAY)

4.2

圖像轉(zhuǎn)換4.2.1轉(zhuǎn)灰度圖像OpenCV也專門提供了cvtColor()，用于不同顏色模式轉(zhuǎn)換的函數(shù)，函數(shù)定義為：cvtColor(src,code[,dst[,dstCn]])→dst

其中：（1）

dst：表示轉(zhuǎn)換后的目標圖像；（2）

src：要轉(zhuǎn)換的原始圖像；（3）

code：指定顏色空間轉(zhuǎn)換類型編碼；（4）

dstCn：表示目標圖像的通道數(shù)，默認為None，即保持原圖像的通道數(shù)。例如：將前面彩色圖像轉(zhuǎn)為灰度圖像，通過該函數(shù)實現(xiàn)，將code參數(shù)設(shè)置為cv2.COLOR_BGR2GRAY4.2

圖像轉(zhuǎn)換常用cvtColor()的code參數(shù)如表所示：4.2

圖像轉(zhuǎn)換【例2.2】以默認方式讀取圖片cat.jpg，將圖像轉(zhuǎn)為灰度圖，比較原始圖像與灰度圖的區(qū)別。完成實驗報告練習(xí)4

4.2

圖像轉(zhuǎn)換代碼分析：（1）OpenCV默認按照BGR的模式讀取圖像；（2）

通過cvtColor()函數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)镽GB模式；（3）

轉(zhuǎn)變?yōu)閱瓮ǖ赖幕叶葓D模式。從圖中可以看出，雖然BGR轉(zhuǎn)變?yōu)镽GB，但imshow()函數(shù)仍然按照B-G-R的通道順序顯示圖像，形成了通道錯位。所以，RGB格式圖像在色彩上出現(xiàn)了明顯的變化，原來的R通道顯示為B通道，而原來的B通道則顯示為R通道。4.2

圖像轉(zhuǎn)換

4.2.2轉(zhuǎn)二值圖像二值圖像是只有“黑”和“白”兩種顏色的圖像，將原始圖像轉(zhuǎn)變?yōu)槎祱D像的基本原理是：設(shè)置一個閾值，將小于閾值的像素值改為0，大于閾值的像素值改為255。OpenCV的threshold()函數(shù)可以方便地實現(xiàn)二值圖像轉(zhuǎn)換。threshold函數(shù)定義threshold(src,thresh,maxval,type[,dst])→retval,dst

其中：src是原圖像對象，thresh表示中間閾值，可以任意設(shè)置，范圍在0到255之間。maxval是最大閾值，設(shè)置為255。type是閾值算法類型，type設(shè)置為0，表示常規(guī)的閾值算法。dst是結(jié)果數(shù)據(jù)圖像，retval是閾值。4.2

圖像轉(zhuǎn)換【例2.3】以灰度圖的方式讀取圖片cat.jpg，將灰度圖轉(zhuǎn)為二值圖并顯示，比較灰度圖與二值圖的區(qū)別。完成實驗報告練習(xí)5

4.2

圖像轉(zhuǎn)換結(jié)果分析：采用了NumPy的hstack()函數(shù)對圖像進行橫向拼接的，將兩個圖片顯示在同一個窗口中。hstack()函數(shù)可以對相同形狀的圖像進行橫向拼接，縱向拼接要使用vstack()函數(shù)。4.3色彩分離與合并

OpenCV可以對圖像進行色彩的分離與合并，其中split()函數(shù)可用于拆分圖像的通道，merge()用于通道合并。split()函數(shù)定義為：split(m[,mv])→mv

式中，m是多通道數(shù)組，mv是通道矢量。如拆分1個BGR圖像，可使用語句為：b,g,r=cv2.split(im)

提示：OpenCV圖像通道排序順序是“藍色B-綠色G-紅色R”，并非習(xí)慣上認為的“紅色R-綠色G-藍色B”。同時，拆分后的圖像數(shù)據(jù)的維數(shù)會發(fā)生變化，不再是三維數(shù)組，而是二維數(shù)組，每個元素表示像素在拆分通道上的值。4.3色彩分離與合并

merge()用于通道合并，函數(shù)定義為：merge(mv[,dst])→dst

其中：dst是目標圖像，mv是通道矢量。如要將通道b、g、r合并為BGR圖像為newim=cv2.merge([b,g,r])

4.3色彩分離與合并

【例2.4】將BGR圖像lena.jpg進行通道拆分，再將通過順序變化后合并成新圖像完成實驗報告練習(xí)6

4.3色彩分離與合并

代碼分析：（1）首先通過split()方法將RGB圖像cat.jpg

拆分成b、g和r通道（2）使用merge()函數(shù)將3個通道錯序合并；（3）最后通過NumPy的拼接函數(shù)對結(jié)果分別進行拼接顯示。從效果圖中能明顯看到通道錯序后的變化，圖像從暖色調(diào)變成了冷色調(diào)。

NumPy與OpenCV互轉(zhuǎn)NumPy

to

OpenCV由于OpenCV是基于Numpy，所以不需要額外的轉(zhuǎn)換函數(shù)，就可以直接被OpenCV使用。#【案例】使用numpy生成3個形狀為（200，200)的隨機矩陣，并使用opencv合并顯示。

importcv2

importnumpyasnp

b=np.random.randint(0,255,(200,200),dtype=np.uint8)

g=np.random.randint(0,255,(200,200),dtype=np.uint8)

r=np.random.randint(0,255,(200,200),dtype=np.uint8)

im=cv2.merge((b,g,r))

cv2.imshow("