按位逻辑运算

《OpenCV轻松入门：面向Python》读书笔记
作者：李立宗
出版社：电子工业出版社
出版时间：2019-05

第3章 图像运算

3.3 按位逻辑运算

  逻辑运算是一种非常重要的运算方式，图像处理过程中经常要按照位进行逻辑运算，本节介绍OpenCV中的按位逻辑运算，简称位运算。
  按位运算是指将数值转换为二进制值后，在对应的位置上进行相应的运算

• 按位与
  cv2.bitwise_and()
• 按位或
  cv2.bitwise_or()
• 按位异或
  cv2.bitwise_xor()
• 按位取反
  cv2.bitwise_not()

1、按位与

按位与运算其语法格式为：

dst =cv2.bitwise_and(src1,src2,[mask] )

• dst表示与输入值具有同样大小的array输出值。
• src1、src2表示一个array或scalar类型的输入值。
• mask表示可选操作掩码，8位单通道array。

2、按位与操作有如下特点：

• 将任何数值N与数值0进行按位与操作，都会得到数值0。
• 将任何数值N（这里仅考虑8位值）与数值255（8位二进制数是11111111）进行按位与操作，都会得到数值N本身。

3、掩模图像M

  根据上述特点，可以构造一幅掩模图像M，掩模图像M中只有两种值：一种是数值0，另外一种是数值255。将该掩模图像M与一幅灰度图像G进行按位与操作，在得到的结果图像R中：

• 与掩模图像M中的数值255对应位置上的值，来源于灰度图像G。
• 与掩模图像M中的数值0对应位置上的值为零（黑色）。

4、例程

【例3.8】构造一个掩模图像，使用按位与运算保留图像中被掩模指定的部分。

# -*- coding: utf-8 -*-

import cv2
import numpy  as np
a=cv2.imread("lena512.bmp",1)
b=np.zeros(a.shape,dtype=np.uint8)
b[100:400,200:400]=255
b[100:500,100:200]=255
c=cv2.bitwise_and(a,b)
print("a.shape=",a.shape)
print("b.shape=",b.shape)
cv2.imshow("a",a)
cv2.imshow("b",b)
cv2.imshow("c",c)
cv2.waitKey()
cv2.destroyAllWindows()

运行上述程序，输出结果如图3-5所示，左图是原始图像lena，中间的图是掩模图像，右图是按位与结果图像，可以看到，被掩模指定的头部图像被保留在了运算结果中。