番外1. OpenCV 图像处理之图片加载与视频加载

Posted 2021-08-30 梦想橡皮擦

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os、path 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。

/kbd>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。

本文章橡皮擦原为 ebaina 社区写作，现补发到CSDN频道。