如何利用OpenCV读取，显示以及写入图片？

Posted 2022-02-13 卓晴

简 介： 本文中，你了解了： imread(), imshow()以及imwrite()等函数用于图像的读取、显示和保存； waitKey(), destroyAllWindows()函数用于：对于waitKey()函数建议你多做些实验，因为它的某些特性比较容易让人搞混淆。 你对它越熟悉，你就能够更好的掌握它。对于文中的代码你可以拷贝粘贴下来进行实验。

关键词： OpenCV，Image，imread，imwrite

 

§00 前  言

本文来自于Read, Display and Write an Image using OpenCV ，对于应用OpenCV完成图片的读取、显示和写入。

  对于图片读取、显示和写入文件是图像处理和计算机视觉最基本的操作过程。甚至在对于图片进行截取、缩放、旋转以及利用各种滤波器进行处理，你所要做的第一件事情就是从文件中将图片读取到计算机内存。所以掌握这项基本的操作非常重要。

  OpenCV，作为世界上最大的计算机视觉库，利用内置的三个函数来完成这些操作。它们分别是：

  1. imread() 读取图像；
  2. imshow() 显示图像；
  3. imwrite() 将图像写入文件；

  下面是本文所使用的样例图片。

▲ 图1.1 本文所使用的样例图片

  首先，下面的代码读取上述文件，并进行显示。查看代码是如何包含上述三条函数的。继续往下处理我们将对应用在代码中的每个函数进行讨论。

# import the cv2 library
import cv2

# The function cv2.imread() is used to read an image.
img_grayscale = cv2.imread('test.jpg',0)

# The function cv2.imshow() is used to display an image in a window.
cv2.imshow('graycsale image',img_grayscale)

# waitKey() waits for a key press to close the window and 0 specifies indefinite loop
cv2.waitKey(0)

# cv2.destroyAllWindows() simply destroys all the windows we created.
cv2.destroyAllWindows()

# The function cv2.imwrite() is used to write an image.
cv2.imwrite('grayscale.jpg',img_grayscale)

 

§01 读取图像

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  读取图片，应用OpenCV中的imread()函数。下面函数调用语法：

imread(filename, flags)

  它需要了两个参数：
  1. 第一个参数为图像文件名称，需要文件的全路径名称。
  2. 第二个参数说明图片如何表示。OpenCV提供了几个对于图片数据表示的方式，下面三个是最常用的：
* cv2.IMREAD_UNCHANGED or -1
* cv2.IMREAD_GRAYSCALE or 0
* cv2.IMREAD_COLOR or 1

  函数缺省的flags的参数为1，也就是将读取的图片表示成彩色图像。你可以使用不同的flags参数来将读取的图片数据表示成特殊的格式。下面我们测试一下不同的 flags选项所产生的效果。

  在这里需要强调一下，OpenCV表示彩色图片使用的为BGR格式，而大多数其他计算机视觉库则使用的RGB格式表示。所以在使用OpenCV配合替他工具包使用的时候，不要忘记将蓝色与红色通道进行交换，这样才能够切换到其它图像处理库。

  下面的代码中，我们首先读取了测试图像，测试上面三种flags选项E对应的情况。

# Read an image
img_color = cv2.imread('test.jpg',cv2.IMREAD_COLOR)
img_grayscale = cv2.imread('test.jpg',cv2.IMREAD_GRAYSCALE)
img_unchanged = cv2.imread('test.jpg',cv2.IMREAD_UNCHANGED)

或者

img_color = cv2.imread('test.jpg',1)
img_grayscale = cv2.imread('test.jpg',0)
img_unchanged = cv2.imread('test.jpg',-1)

 

§02 显示图像

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  在OpenCV中，使用imshow()函数来显示图像。调用语法为：

imshow(window_name, image)

  这个函数也需要两个参数：
  1. 第一个参数是显示图片窗口的名称；
  2. 第二个参数就是需要显示的图片数据；

  如果显示多个图片，你需要为每个图片显示的窗口指定新的窗口名称。

  函数 imshow()通常与 waitKey()、distroyAllWindow()/distroyWindow() 函数联合使用。

  函数 waitKey() 用于绑定键盘：

• 它带有一个数字参数，指明窗口显示的时间（单位ms）；
• 在等待时间内，用户输入任何字符，程序将会立即往下进行；
• 如果等待参数为0，程序将会无限期等待用户的输入字符；
• 你也可以设定该函数检测特殊的按键操作，比如Q键，或者 ESC键。然后显示每个案件特殊的行为；

  函数 distroyAllWindows() 将所有显示图片所创建的窗口关闭。如果想关闭某个窗口，则需要将该窗口的名称指定。使用 distroyAllWindows() 也将窗口和图片从计算机内存清除。下面的代码演示了函数 imshow()的是如何被用于显示你读入的图片的。

#Displays image inside a window
cv2.imshow('color image',img_color)  
cv2.imshow('grayscale image',img_grayscale)
cv2.imshow('unchanged image',img_unchanged)

# Waits for a keystroke
cv2.waitKey(0)  

# Destroys all the windows created
cv2.destroyAllwindows() 

  下面动图显示了整个对于图片的读入、显示、关闭显示窗口的整个过程。

▲ 图2.1 读入、显示、关闭图片窗口

  在下面三个输出屏幕中，你可以看到：
  1. 第一个图片显示为彩色；
  2. 接下来是灰度图片；
  3. 第三个是图片的原始格式，在读取的时候使用参数: cv2.IMREAD_UNCHANGED

▲ 图2.2 使用imshow()显示图片
▲ 图2.3 使用imshow()显示的灰度图片
▲ 图2.4 读取图片是使用的参数 cv2.IMREAD_UNCHANGED

  下面的动图显示了在读取、显示图片过程中没有应用waitKey()函数。用于图片显示的窗口在几个毫秒内就关闭了，所以在屏幕上并没有留下图片窗口。

▲ 图2.5 在显示图片的过程中没有应用waitKey() 函数

 

§03 图像写入

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  最后，我们来讨论一下如何把一个图像写入、保存在文件目录中。所使用的函数为 imwrite()，它的语法为：

imwrite(filename, image)

  1. 第一个参数为文件名称，这个文件名称必须包含文件的扩展名，比如 .png，.jpg 等等。OpenCV就是根据文件名称的扩展名来确定保存文件的格式的。
  2. 第二个参数就是你所要保存的图像数据。 如果图片成功保存在目录中的文件，函数返回True。

  下面的代码显示了保存的过程，这个存盘的过程是很简单的。只是将带有正确扩展名称的文件名输入正确（带有想要保存路径名称），并且将图像数据变量输入，你就完成了图片的存储。

cv2.imwrite('grayscale.jpg',img_grayscale)

 

※ 总  结 ※

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  本文中，你了解了：

• imread(), imshow()以及imwrite()等函数用于图像的读取、显示和保存；
• waitKey(), destroyAllWindows()函数用于：
  • 在键盘操作之后关闭显示图像的窗口；
  • 将图像数据和窗口从内存清除。

  对于waitKey()函数建议你多做些实验，因为它的某些特性比较容易让人搞混淆。 你对它越熟悉，你就能够更好的掌握它。对于文中的代码你可以拷贝粘贴下来进行实验。

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■ 相关文献链接:

• Read, Display and Write an Image using OpenCV

● 相关图表链接:

• 图1.1 本文所使用的样例图片
• 图2.1 读入、显示、关闭图片窗口
• 图2.2 使用imshow()显示图片
• 图2.3 使用imshow()显示的灰度图片
• 图2.4 读取图片是使用的参数 cv2.IMREAD_UNCHANGED
• 图2.5 在显示图片的过程中没有应用waitKey() 函数