在图像处理过程中.读取图像、显示图像、保存图像足最葙木的操作。本节将简单介绍这 几项基本操作。
1.2.1读取图像
OpenCV提供了函数CV2.imread()来读取图像，该函数支持各种静态阁像格式。该函数的语 法格式为
retval = cv2.imread( filename[, flags])
式中：
• retval 是返冋值，其值足读取到的图像。如果未读取到阁像，则返回“None”。
• filename表示要读取的图像的完整文件名。
• (lags足读収标记。该标记用来控制读取文件的类型，具体如表所示。表 中的第 一列参数与第三列数值是等价的。例如cv2.1MREAD_UNCHANGED=-l,在设置参数 时，既可以使用第一列的参数值，也可以采用第三列的数值。
| 序号 | 值 | 含义 | 数值 |
|---|---|---|---|
| 1 | cv2.IMRFAD_UNCHANGED | 保持格式不变 | -1 |
| 2 | cv2.IMRHAD_GRAVSCALE | 将图像调整为单通道的灰度图像 | 0 |
| 3 | cv2.1MREAD_COLOR | 将图像调整为3通道的BGR图像，该值是默认值 | 1 |
| 4 | cv2.IMREAD_ANYDCPTH | 当载入的图像深度为16位或者32位时.就返回其对应的深 度图像：否则，将其转换为8位图像 | 2 |
| 5 | cv2.IMREAD_ANVCOLOR | 以任何可能的颜色格式读取图像 | 4 |
| 6 | cv2.IMKEAD_LOAD_GDAI | 使用gdal驱动程序加载图像 | 8 |
| 7 | cv2.IMREAD_REDUCED_GRAYSCALE_2 | 将图像转换为单通道灰度图像，并将图像尺寸减小1/2 | |
| 8 | cv2.IMREAD_REDUCED_COIOR_2 | 将图像转换为3通道BGR彩色图像，并将图像尺寸减小1/2 | |
| 9 | cv2.IMREAD_REDUCED_GRAYSCALE _4 | 始终将图像转换为单通道灰度图像，并将图像尺寸减小为原1/4丨 | |
| 10 | cv2.IMREAD_REDUCED_COLOR_4 | 将图像转换为3通道BGR彩色图像，并将图像尺寸减小1/4 | |
| 11 | cv2.rMREAD_REDUCED_GRAYSCALE_8 | 始终将图像转换为单通道灰度图像，并将图像尺寸减小为原1/8 | |
| 12 | cv2.IMREAD_REDUCED_COLOR_8 | 将图像转换为3通道BGR彩色图像，并将图像尺寸减小1/8 | |
| 13 | cv2.IMREAD_IGNORE_ORIENTATION | 不以EXIF的方向为标记旋转图像 |
cv2.imread()函数支持的图像格式
| 序号 | 图像 | 扩展名 |
|---|---|---|
| 1 | windows位图 | .bmp，.dib |
| 2 | JPEG文件 | .jpeg、.jpg、*.jpe |
| 3 | JPEG2000文件 | *.jp2 |
| 4 | 便携式网络图形 文件 | *.png |
| 5 | WebP文件 | *.webp |
| 6 | 便携式图像格式 | .pbm、.pgm、.ppm、.pxm、*.pnm |
| 7 | sun格式 | .sr、.ras |
| 8 | TIFF文件 | *.tiff, *tif |
| 9 | OpenEXR图像文件 | *.exr |
| 10 | Radiance 格式高动态范围成像图像 | *.hdr ， *.pic |
| 11 | GDAL支持的栅格和矢址地理空间数椐 | Raster、Vector 两大类 |
例如，想要读取当前目录下文件名为lena.bmp的图像，并保持按照原有格式读入，则使用 的语句为：
lena=cv2.imread("lena.bmp"，-1);
需要注意，上述程序要想正确运行，首先需要导入cv2模块，大多数常用的OpenCV函数 都在CV2模块内。与cv2模块所对应的cv模块代表传统版本的模块。这里的cv2模块并不代表 该模块是专门针对OpenCV 2版本的，而是指该模块引入了一个改善的API接口。在cv2模块 内部釆用了面向对象的编程方式，而在cv模块内更多采用的是面向过程的编程方式。
本书中所使用的模块函数都是cv2模块函数，为了方便理解，在函数名前面加了 “cv2.”。 但是如果函数名出现在标题中，那么希望突出的是该函数本身，所以未加“cv2.”。
【例1.1】使用cv2.imread()函数读取一幅图像。
根据题目要求，编写代码如下：
import cv2
lena=cv2.imread(“lenacolor.png")
print(lena)
上述程序首先读取当前目录下的图像lena.bmp 然后使用print语句打印读取的图像数据，运行上述程序
会输出图像的部分像素值
1.2.2 显示图像
OpenCV提供了多个与显示有关的函数，下面对常用的几个进行简单介绍。
1.namedWindow 函数
函数cv2.namedWindow()用来创建指定名称的窗口，其语法格式为：
None = cv2.namedWindow( winname )
式中，winname是要创建的窗口的名称。
例如，下列语句会创建一个名为lesson的窗口 ：
cv2.namedWindow (''lesson")
2.imshow 函数
函数cv2.imshow()用来显示图像，其语法格式为：
None = cv2.imshow( winname, mat )
式中：
1.winname是窗口名称。
2.mat是要显示的图像。
【例1.2】
在一个窗口内显示读取的图像。
根据题目耍求，编写代码如下：
import cv2
lena=cv2.imread("lena.bmp")
cv2.namedWindow("lesson")
cv2.imshow("lesson", lena )
#不暂停无法正常查看图片
cv2.waitKey (0)
在本程序中,首先通过 cv2.imread函数读取图像 lena.bmp,接下来通过 cv2.namedWindow()函数创建一个名为 lesson 的窗口,最后通过cv2.imshow()函数在窗口 lesson 内显示图像 lena.bmp
运行上述程序,得到的运行结果如图 1-3 所示
在实际使用中,可以先通过函数 cv2.namedWindow()来创建一个窗口,再让图 cv2.imshow引用该窗口来显示图像。也可以不创建窗口,直接使用函数cv2.imshow引用不存在的窗口,并在其中显示指定图像,这样函数cv2.imshow()实际上会完成如下两步操作
第1步:函数 cv2.imshow()创建一个指定名称的新窗口。
第2步:函数cv2 imshow()将图像显示在刚创建的窗口内。
例如,在下面的语句中,函数cv2.imshow()完成了创建demo窗口和显示 Image图像的
作,该语句的功能与例1.2相同。
import cv2
lena=cv2.imread("lena.bmp")
cv2.imshow("demo", lena )
在显示图像时,初学者最经常遇到的一个错误是“cror:(-215: Assertion failed) sIzewidth:&& size height in function ' cv; imshow",说明当前要显示的图像是空的(None),这通常是由于在读取文件时没有找到图像文件造成的。一般来说,没有找到要读取的图像文件,可能是因为文件名错误:如果确认要读取的图像的完整文件名(路径名和文件名)没有错,那么往往是工作路径配置错误造成的。
例如,当前程序所在路径为 e:\lesson,要读取当前路径下存在的图像 image \lena. bmp。那如果设置的当前工作路径是 e:\lesson,程序就会读取当前工作路径下的文件imagel\lena. bmp.该文件的完整文件名就是 e:\lesson\imagel\lena,bmp.正是我们想要读
的指定文件如果设置的当前工作路径不是 e: \lesson,例如,当前的工作路径是 e: \python,程序仍会读取当前工作路径下的文件 Image \ lena. bmp(而不是读取当前程序所在路径下的image\lena.bmp) 该文件的完整文件名就是 e:\python\image\lena.bmp 显然 这样是无法读取到指定图像的
为了理免上述错误,可以在读取图像前判图像文件是否存在,并在显示图像前判断图像 是否存在
3. waitKey 函数
函数 cv2.waitKey() 用来等待按键,当用户按下键盘后,该语句会被执行,并获取返回值
其语法格式为
retval = cv2.waitKey([delay])
式中
1.retval 表示返回值。如果没有按键被按下,则返回-1;如果有按键被按下,则返回该按键的ASCII码
2.delay 表示等付键盘触发的时间,单位是 ms 当该值是负数或者零时,表示无限等待， 该值的默认值为0
在实际使用中,可以通过函数 cv2.waitKey()获取按下的按键,并针对不同的键做出不同的反应,从而实现交互功能。例如,如果按下A键,则关闭窗口 如果按下B键,则生成一个窗口副本
下面通过一个示例演示如何通过函数 cv2.waitKey() 实现交互功能
【例 1.3】在一个窗口内显示图像,并针对按下的不同按键做出不同的反应
函数 cv2.waitKey()能够获取按键的 ASCII码，例如,如果该函数的返回值为 97,表示按 下了键盘上的字母a键。通过将返回值与 ASCII码值进行比较,就可以确定是否按下了某个特定的键
例,通过语句 “返回值==97” 就可以判断是否按下了字母a键
Python 是供了函数 ord(),用来获取字符的 ASCII 码值,因此,在判断是否按下了某个特定的按键时,可以先使用 ord()函数获取该特定字符的 ASCII码值,再将该值与cv2.waitKey() 数的返回值进行比较,从而确定是合按下了某个特定的键,这样,在程序设计中就不需要ASCII 值的直接参与了,从而避免了使用 ASCII 进行比较可能带来的不便。例如,要判断是否 按下了字母A键,可以直接使用“返回值== ord("A") 语句来完成
根题目要求及以上分析,写代码如
import cv2
lena=cv2.imread("lena.bmp")
cv2.imshow("demo", lena )
key = cv2.waitKey()
if key == ord('A'):
cv2.imshow("PressA",lena)
elif key == ord('B'):
cv2.imshow("PressB",lena)
运行上述程序,按下键盘上的A 键或者B键,会在一个新的窗口内显示图像 lena.bmp
们的不同之处在于:
如果按下的是键盘上的A键，则新出现的窗口名称为PressA
如果按下的是键盘上的B键，则新出现的窗口名称为PressB
从另外一个角度理解,该函数还能够让程序实现暂停功能。当程序运行到该语句时,会按照参数 delay的设定等待特定时长。根据该值的不同,可能有不同的情况:
1.如果参数 delay 的值为 0,则程序会一直等待。直到有按下键盘按键的事件发生时,才会执行后续程序。
2.如果参数 delay 的值为一个正数,则在这段时间内,程序等待按下键盘按键,当有按下键盘按键的事件发生时,就继续执行后续程序语句:如果在 delay 参数所指定的时间内直没有这样的事件发生,则超过等待时间后,继续执行后续的程序语句。
【例 1.4】在一个窗口内显示图像,用函数 cv2.waitKey()实现程序暂停,在按下键盘的按键后让程序继续运行
根据题目要求,编写代码如下
import cv2
lena=cv2.imread("lena.bmp")
cv2.imshow("demo", lena )
key = cv2.waitKey()
if key == -1:
print("触发了按键")
运行上述程序,首先会在一个名为 demo 的窗口内显示 lena. bmp 图像,在未按下键盘上的按键时,程序没有新的状态出现:当按下键盘上的任意一个按键后,会在控制台打印“触发了按键”。
在本例中,由于 cv2.waitKey() 函数的参数值是默认值 0,所以在未按下键盘上的技键时程序会一直处于暂停状态,当按下键盘上的任意一个按键时,程序中 key ==cv2.waitKey() 下方的语句便得以执行,程序输出“触发了按键“。
4. destroyWindow 函数
函数 cv2.destroyWindow () 用来释放(销毁)指定窗口,其语法格式为
None = cv2.destroyWindow (winname)
其中, winname 是窗口的名称
在实际使用中,该函数通常与函数 cv2.waitKey() 组合实现窗口的释放
【例 1.5】编写一个程序,演示如何使用函数 cv2.destroyWindow () 释放窗口
根据题目要求,编写代码如下
import cv2
lena=cv2.imread("lena.bmp")
cv2.imshow("demo", lena )
key = cv2.waitKey()
cv2.destroyWindow ("demo")
运行上述程序,首先会在一个名为 demo 的窗口内显示 ena.bmp 图像,在程序运行的过程中,当未按下键盘上的按键时,程序没有新的状态出现:当按下键盘上的任意一个按键后,窗 口 demo 会被释放.
5. destroyAllWindows 函数
函数 cv2.destroyAllWindows () 用来释放(销段)所有窗口,其语法格式为
None=cv2.destroyAllWindows ()
【例 1.6】写一个程序,演示如何使用函数cv2.destroyAllWindows () 释放所有窗口 根据题目要求,编写代码如下
import cv2
lena=cv2.imread("lena.bmp")
cv2.imshow("demo", lena )
cv2.imshow("demo2", lena )
key = cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows ()
运行上述程序,会分别出现名称为 demol和 demo2 的窗口,在两个窗口中显示的都 是ena.bmp图像,在未按下键盘上的按键时,程序没有新的状态出现:当按下键盘上的任意一个按键后,两个窗口都会被释放
1.2.3 保存图像
OpenCV 提供了函数 cv2.imwrite(),用来保存图像,该函数的语法格式为:
retval = cv2.imwrite( filename , img[, params])
式中:
1.retval 是返回值。如果保存成功,则返回逻辑值真(True):如果保存不成功,则返回逻辑值假( False)。
2.filename 是要保存的目标文件的完整路径名,包含文件扩展名.
3.img是被保存图像的名称
4.params 是保存类型参数 是可选的
【例 1.7】编写一个程序,将读取的图像保存到当前日录下
根据题目要求,编写代码如下
import cv2
lena=cv2.imread("lena.bmp")
r =cv2.imwrite( "result.bmp",lena)
上述程序会先读取当前目录下的图像 lena.bmp,生成它的一个副本图像,然后将该图像以名称 result.bmp 存储到当前目录下.
日前 OpenCV 库包含如下两部分
1.OpenCV 主库:即通常安装的 OpenCV库,该库是成熟稳定的,由核心的 OpenCV团
队
2.OpenCV 页献库:该扩展库的名称为 OpenCV_contrib,主要由社区开发和维护,其包含 的视觉应用比 OpenCV主库更全面。需耍注意的是,OpenCV 贡献库中包合非 OpenCV 许的部分,并且包含受专利保护的算法。因此,在使用该模块前需要特别注意。
OpenCV 贡献库中包含了非常多的扩展模块,举例如下
- bioinspired 生物视觉模块
2.datasets 数据集读取模块
3.dnn 深度神经网络模块
4.face 人脸识別模块
5.matlab MATLAB 接口模块。
6.stereo 双目立体匹配模块
7.text 视觉文本匹配模块
8.tracking 基于视觉的目标跟踪模块
9.ximgpro 图像处理扩展模块
10 xobjdetect 增强 2D 目标检测摸块 - xphoto 计算摄影扩展模块