Python中的图像处理（第七章）Python图像的点运算处理（1）

前言

随着人工智能研究的不断兴起，Python的应用也在不断上升，由于Python语言的简洁性、易读性以及可扩展性，特别是在开源工具和深度学习方向中各种神经网络的应用，使得Python已经成为最受欢迎的程序设计语言之一。由于完全开源，加上简单易学、易读、易维护、以及其可移植性、解释性、可扩展性、可扩充性、可嵌入性：丰富的库等等，自己在学习与工作中也时常接触到Python，这个系列文章的话主要就是介绍一些在Python中常用一些例程进行仿真演示！

本系列文章主要参考杨秀章老师分享的代码资源，杨老师博客主页是Eastmount，杨老师兴趣广泛，不愧是令人膜拜的大佬，他过成了我理想中的样子，希望以后有机会可以向他请教学习交流。

因为自己是做图像语音出身的，所以结合《Python中的图像处理》，学习一下Python，OpenCV已经在Python上进行了多个版本的维护，所以相比VS，Python的环境配置相对简单，缺什么库直接安装即可。本系列文章例程都是基于Python3.8的环境下进行，所以大家在进行借鉴的时候建议最好在3.8.0版本以上进行仿真。本文继续来对本书第七章的5个例程进行介绍。

一. Python准备

如何确定自己安装好了python

win+R输入cmd进入命令行程序

点击“确定”

输入：python，回车

看到Python相关的版本信息，说明Python安装成功。

二. Python仿真

（1）新建一个chapter07_01.py文件，输入以下代码，图片也放在与.py文件同级文件夹下

#encoding:utf-8
import cv2  
import numpy as np  

#读取原始图片
src = cv2.imread('miao.png')

#图像灰度化处理
grayImage = cv2.cvtColor(src,cv2.COLOR_BGR2GRAY)

#显示图像
cv2.imshow("src", src)
cv2.imshow("result", grayImage)

#等待显示
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

保存.py文件
输入eixt()退出python，输入命令行进入工程文件目录

输入以下命令，跑起工程

python chapter07_01.py

没有报错，直接弹出图片，运行成功！

（2）新建一个chapter07_02.py文件，输入以下代码，图片也放在与.py文件同级文件夹下

#encoding:utf-8
#By:Eastmount CSDN 2020-11-12
import cv2  
import numpy as np  
import matplotlib.pyplot as plt

#读取原始图像
img_BGR = cv2.imread('miao.png')

#BGR转换为RGB
img_RGB = cv2.cvtColor(img_BGR, cv2.COLOR_BGR2RGB)

#灰度化处理
img_GRAY = cv2.cvtColor(img_BGR, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

#BGR转HSV
img_HSV = cv2.cvtColor(img_BGR, cv2.COLOR_BGR2HSV)

#BGR转YCrCb
img_YCrCb = cv2.cvtColor(img_BGR, cv2.COLOR_BGR2YCrCb)

#BGR转HLS
img_HLS = cv2.cvtColor(img_BGR, cv2.COLOR_BGR2HLS)

#BGR转XYZ
img_XYZ = cv2.cvtColor(img_BGR, cv2.COLOR_BGR2XYZ)

#BGR转LAB
img_LAB = cv2.cvtColor(img_BGR, cv2.COLOR_BGR2LAB)

#BGR转YUV
img_YUV = cv2.cvtColor(img_BGR, cv2.COLOR_BGR2YUV)

#调用matplotlib显示处理结果
titles = ['BGR', 'RGB', 'GRAY', 'HSV', 'YCrCb', 'HLS', 'XYZ', 'LAB', 'YUV']  
images = [img_BGR, img_RGB, img_GRAY, img_HSV, img_YCrCb,
          img_HLS, img_XYZ, img_LAB, img_YUV]  
for i in range(9):  
   plt.subplot(3, 3, i+1), plt.imshow(images[i], 'gray')  
   plt.title(titles[i])  
   plt.xticks([]),plt.yticks([])  
plt.show()

保存.py文件输入以下命令，跑起工程

python chapter07_02.py

没有报错，直接弹出图片，运行成功！

（3）新建一个chapter07_03.py文件，输入以下代码，图片也放在与.py文件同级文件夹下

#encoding:utf-8
#By:Eastmount CSDN 2020-11-12
import cv2  
import numpy as np  
import matplotlib.pyplot as plt

#读取原始图像
img = cv2.imread('miao.png')

#获取图像高度和宽度
height = img.shape[0]
width = img.shape[1]

#创建一幅图像
grayimg = np.zeros((height, width, 3), np.uint8)

#图像最大值灰度处理
for i in range(height):
    for j in range(width):
        #获取图像R G B最大值
        gray = max(img[i,j][0], img[i,j][1], img[i,j][2])
        #灰度图像素赋值 gray=max(R,G,B)
        grayimg[i,j] = np.uint8(gray)

#显示图像
cv2.imshow("src", img)
cv2.imshow("gray", grayimg)

#等待显示
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

保存.py文件输入以下命令，跑起工程

python chapter07_03.py

没有报错，直接弹出图片，运行成功！

（4）新建一个chapter07_04.py文件，输入以下代码，图片也放在与.py文件同级文件夹下

#encoding:utf-8
#By:Eastmount CSDN 2020-11-12
import cv2  
import numpy as np  
import matplotlib.pyplot as plt

#读取原始图像
img = cv2.imread('miao.png')

#获取图像高度和宽度
height = img.shape[0]
width = img.shape[1]

#创建一幅图像
grayimg = np.zeros((height, width, 3), np.uint8)
print grayimg

#图像平均灰度处理方法
for i in range(height):
    for j in range(width):
        #灰度值为RGB三个分量的平均值
        gray = (int(img[i,j][0]) + int(img[i,j][1]) + int(img[i,j][2]))  /  3
        grayimg[i,j] = np.uint8(gray)

#显示图像
cv2.imshow("src", img)
cv2.imshow("gray", grayimg)

#等待显示
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

保存.py文件输入以下命令，跑起工程

python chapter07_04.py

没有报错，直接弹出图片，运行成功！

（5）新建一个chapter07_05.py文件，输入以下代码，图片也放在与.py文件同级文件夹下

#encoding:utf-8
import cv2  
import numpy as np  
import matplotlib.pyplot as plt

#读取原始图像
img = cv2.imread('miao.png')

#获取图像高度和宽度
height = img.shape[0]
width = img.shape[1]

#创建一幅图像
grayimg = np.zeros((height, width, 3), np.uint8)
print(grayimg)

#图像平均灰度处理方法
for i in range(height):
    for j in range(width):
        #灰度加权平均法
        gray = 0.30 * img[i,j][0] + 0.59 * img[i,j][1] + 0.11 * img[i,j][2]
        grayimg[i,j] = np.uint8(gray)

#显示图像
cv2.imshow("src", img)
cv2.imshow("gray", grayimg)

#等待显示
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

保存.py文件输入以下命令，跑起工程

python chapter07_05.py

没有报错，直接弹出图片，运行成功！

三. 小结

本文主要介绍在Python中调用OpenCV库对图像进行读取，颜色空间转换，灰度化，比如均值灰度化，图像最大值灰度处理，图像平均灰度处理方法等。由于本书的介绍比较系统全面，所以会出一个系列文章进行全系列仿真实现，下一篇文章将继续介绍第七章节的5例仿真实例，感兴趣的还是建议去原书第七章深入学习理解。每天学一个Python小知识，大家一起来学习进步阿！

本系列示例主要参考杨老师GitHub源码，安利一下地址：ImageProcessing-Python（喜欢记得给个star哈！）