番外1. OpenCV 图像处理之图片加载与视频加载

梦想橡皮擦 发表于 2021/09/25 19:53:07 2021/09/25
【摘要】 本系列专栏写作方式交代本系列专栏写作将采用首创的问答式写作形式,快速让你学习到 OpenCV 的初级、中级、高级知识。 1. OpenCV 中图片是如何加载与显示的?学习 OpenCV 的第一步就是加载图片,类似学习任何编程语言的 Hello Word一样, 将电脑磁盘上的图片加载到程序中,才可以进行后续的操作。在加载图片的过程中,我们将使用到三个核心函数,分别如下:cv2.imread ...

本系列专栏写作方式交代

本系列专栏写作将采用首创的问答式写作形式,快速让你学习到 OpenCV 的初级、中级、高级知识。

1. OpenCV 中图片是如何加载与显示的?

学习 OpenCV 的第一步就是加载图片,类似学习任何编程语言的 Hello Word一样, 将电脑磁盘上的图片加载到程序中,才可以进行后续的操作。

在加载图片的过程中,我们将使用到三个核心函数,分别如下:

  • cv2.imread 读取图片
  • cv2.imshow 展示图片
  • cv2.imwrite 写入图片

任何图像处理领域的高手,都是伴随这三个函数起步的,接下来你也将接触到这3个起始函数啦

cv2.imread 读取图片的用法与注意事项

在读取图片之前,你首先要知道图片所在的位置,即电脑磁盘路径,该部分如果你完全零基础,建议你学习【绝对路径】与【相对路径】相关知识。

cv2.imread 函数具备两个必会参数,其一图片路径,其二是读取方式,也就是告诉程序如何读取这幅图像。

第一个参数的取值非常简单,就是电脑上任意图片路径即可,重点注意图片的后缀名(扩展名),

第二个参数取值非常多,初学阶段掌握以下两个数值即可

  • cv2.IMREAD_COLOR,读取彩色图像,此时忽略图像的透明度,使用该值时,如果读取的是透明 png 图片,一定要注意,透明通道不会被读取到
  • cv2.IMREAD_GRAYSCALE 灰度图方式读取
  • CV2.IMREAD_UNCHANGED 读入的图像包括 alpha 通道,即透明通道

这里存在一个问题,需要特别说明一下:

除了上述几个值以外,还有其他值,但是在学习阶段可以先略过,等到需要的时候。

那这里就有一个常见疑问,就是存在这样一个值 cv2.IMREAD_ANYCOLOR,这个值与 cv2.IMREAD_COLOR

有何区别呢?

cv2.IMREAD_COLOR : 设置该值只会读取BGR三个通道;

cv2.IMREAD_ANYCOLOR :设置该值会按照任何可能的颜色通道读取;

如果你一直操作的都是 BGR 通道的图片,那 ANYCOLOR 永远意识不到区别

读取图片的代码如下

import cv2

img = cv2.imread('./test_img.jpg')
print(type(img))

以上代码从Python语言上来看,没有什么特别难的地方,但是会出现如下错误

本系列专栏既然是为了解决问题而写,那我们关注的就是BUG。

读取图片的时候,正常会读取到一个图片资源,图片类型如下所示

<class 'numpy.ndarray'>

但是,很多时候,会返回一个空值

<class 'NoneType'>

该值出现的原因是,你的图片路径不对,即没有读取到你的目标图片,修改图片路径即可解决问题。

本部分代码中 './test_img.jpg' 为图片路径,专业术语叫做硬编码,实际开发过程中,建议采用ospath 模块实现对路径的自动处理。

还有一种可能性会导致你返回 <class 'NoneType'> ,不过该种可能性出现的情况比较少,很多人会忽略,就是图片所在的文件夹,你没有权限进行访问,如果该问题出现了,你需要补充的就是文件权限相关的知识。

cv2.imshow 显示图像的使用方法与相关注意事项

默认使用 cv2.imshow 函数即可显示图像,而且打开的窗口会自适应图片,该函数也包含两个参数,其一是窗口名字,注意不要使用中文,其二是图像。

这个函数的实际应用比较简单,但是有如下问题,需要注意,具体代码为:

import cv2

img = cv2.imread('./test_img.jpg')
print(type(img))
cv2.imshow('image',img)
cv2.imshow('image',img)
cv2.waitKey(0)

测试上述代码之后,程序运行之后只会出现一个窗口,这是因为我们两次使用 cv2.imshow 函数,第一个窗口名称参数给了相同的值,如果希望打开两个窗口,一定要将该参数设置为不同值。

这里还扩展出了一个新的函数 cv2.waitKey,如果没有该函数,窗口将一闪而过。

该函数准确的说是键盘绑定的函数,只是这里用了它等待响应这一目的。

cv2.waitKey具备一个参数,含义是时间,注意单位是毫秒,如果期望设置具体的毫秒数,按照预期设置参数值即可,如果设置为 0,窗口将无限等待下去,直到关闭,或者按下特定按键。

在这个地方有一个需要特别注明,并且大家可以扩展学习的知识点

一般情况下,我们按照如下设置进行窗口检测:

k = cv2.waitKey(0)
if k == 27:
    pass

以上代码在 32 位机器上可以正常运行,但是在 64 位机器,建议按照下述代码修改:

k = cv2.waitKey(0) & 0xFF
if k == 27:
    pass

上述代码还可以进行修改,具体如下:

import cv2

img = cv2.imread('./test_img.jpg')
cv2.startWindowThread()
cv2.namedWindow("image_show")
cv2.imshow("image_show", img)
cv2.waitKey()

其中新增加了 cv2.startWindowThread函数与cv2.namedWindow函数

以上两个函数的含义如下:

  • cv2.startWindowThread:新开一个线程用于实时刷新图片
  • cv2.namedWindow:命名一个窗口,并且让窗口可调整

cv2.namedWindow函数可以进行拆解下:

默认情况下,我们使用 cv2.imshow 打开的窗口是不能调整窗口比例的,如果希望可以调整,就必须用到 cv2.namedWidows 函数,毕竟不是所有的电脑都是高分辨率的,例如橡皮擦自己的电脑就很难展示大图。

该函数的原型如下:

cv.namedWindow(winname, flags=None)

其中 winname 是窗口名称,后续 cv2.imshow 在调用的时候,第一个参数要与其匹配上,第二个参数是窗口标志。

  1. WINDOW_NORMAL:显示图像后,允许用户随意调整窗口大小;
  2. WINDOW_AUTOSIZE:根据图像大小显示窗口,不允许用户调整大小;
  3. WINDOW_FREERATIO:窗口大小自适应比例;
  4. WINDOW_KEEPRATIO:保持图像的比例。

默认值是 WINDOW_AUTOSIZE

以上内容比较简单,不做代码演示。

cv2.imwrite 写入图像的使用方法与相关注意事项

使用 cv2.imwrite 函数可以保存一张图片,该函数也具备两个参数,第一个为图片名,第二个为待保存的图片

该函数的使用非常简单:

import cv2

img = cv2.imread('test_img.jpg')
cv2.imwrite('test.jpg',img)

该函数还有一个非必填参数,即可选参数,并且它存在不同解释。

如果保存的为 JPG 图片,表示的是图像的质量,用 0~100 的整数表示;

如果保存的为 PNG 图片,表示的是压缩级别,默认为 3

使用的时候,参照如下代码即可:

cv2.imwrite('test.jpg',img, [int(cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY), 95])
cv2.imwrite('test.png',img, [int(cv2.IMWRITE_PNG_COMPRESSION), 4])

如果使用 cv2.imwrite发现文件并没有存储成功,注意,该问题可能是中文路径的问题,例如下述代码:

import cv2

img = cv2.imread('test_img.jpg')
cv2.imwrite('./图片/test.jpg',img)

出现该问题之后,建议将中文路径名进行修改,否则只能切换其他图像保存方法。

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