Python OpenCV基础：图像读取、显示与保存详解

为什么使用Python-OpenCV?

尽管Python拥有强大的功能及其自带的PIL图像处理库，但在处理复杂算法时，OpenCV的表现更为出色。OpenCV提供了完善的Python接口，调用便捷。目前OpenCV最新版本为4.0，内置超过2500种算法和函数，几乎覆盖了所有成熟的图像处理需求，极大地简化了开发流程。

基本操作

1、图像读入

通过调用cv2.imread(filepath, flags)函数来加载图像。该图像文件需位于程序的工作目录中，或者需要提供完整的绝对路径。第二个参数flags用于指定读取图像的方式，此参数为可选。

参数说明：filepath代表待读取图片的完整路径；flags为控制图像读取方式的标志位。

• cv2.IMREAD_COLOR：默认选项，以彩色模式读取图像，自动忽略Alpha通道。
• cv2.IMREAD_GRAYSCALE：以灰度模式读取图像。
• cv2.IMREAD_UNCHANGED：完整读取图像，包括Alpha通道信息。

import cv2
import numpy as np
img = cv2.imread('1.jpg', cv2.IMREAD_GRAYSCALE)

2、显示图片

使用cv2.imshow(wname, img)函数展示图像。第一个参数wname指定窗口标题，第二个参数img为通过imread加载的图像对象，窗口大小会自动适配图像尺寸。

cv2.imshow('image',img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()   #cv2.destroyWindow(wname)

• cv2.waitKey()用于等待键盘输入，单位毫秒。它指定程序等待按键的时间，若在指定时间内按下任意键，则返回该键的ASCII码并继续执行；若超时未按键，则返回-1。设置参数为0表示无限等待。若不调用此函数，窗口将瞬间关闭，无法观察到图像显示效果。
• cv2.destroyAllWindow()用于销毁所有打开的窗口。
• cv2.destroyWindow(wname)用于销毁指定名称的窗口。

3、保存图片

使用cv2.imwrite(file, img, num)保存图像。第一个参数file为保存的文件名，第二个参数img为待保存的图像对象。第三个参数num为可选参数，针对特定格式设置属性：对于JPEG格式，该值表示图像质量，取值范围为0-100的整数，默认值为95；对于PNG格式，该值表示压缩级别，默认值为3。

注意:

• cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY的数据类型为long，在传递时必须转换为int类型。
• cv2.IMWRITE_PNG_COMPRESSION的取值范围为0到9，数值越高，图像文件体积越小。

cv2.imwrite('1.png',img, [int( cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY), 95])
cv2.imwrite('1.png',img, [int(cv2.IMWRITE_PNG_COMPRESSION), 9])

变换操作

1、翻转图片

使用cv2.flip(img, flipcode)函数对图像进行翻转，flipcode参数控制翻转的具体效果。

• flipcode = 0：沿x轴进行水平翻转。
• flipcode > 0：沿y轴进行垂直翻转。
• flipcode < 0：同时沿x轴和y轴进行翻转。

imgflip = cv2.flip(img,1)

2、复制图片

imgcopy = img.copy()

3、颜色空间转换

需注意，Matplotlib库中图像的通道顺序为RGB，而OpenCV中图像的通道顺序为BGR。因此在结合两者进行显示时，必须注意交换通道顺序以避免颜色失真。

彩色图像转为灰度图像

img2 = cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_RGB2GRAY) 

灰度图像转为彩色图像

img3 = cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_GRAY2RGB)

4、裁剪图片

裁剪感兴趣区域（ROI, Region of Interest）可利用NumPy的切片功能实现，因为OpenCV中的图像数据本质上是存储在numpy.ndarray对象中。

可通过image.shape属性查看图像的行列数及通道信息。

print(image.shape)

例如，若返回值为(708, 1000, 4)，则分别代表图像的高度为708像素，宽度为1000像素，通道数为4。

对图片的裁剪本质上就是数组切片操作，例如：

#得到区域高100~800步长为2，宽200~600步长为1, 通道0
image2 = image[100:800:2, 20:600:1, 0]


#得到原图，通道2
image3 = image[:, :, 2]

综合示例

读取一张图片并显示，用户可通过按键选择退出程序或保存处理后的图像。

  import cv2
  import numpy as np
  
  img = cv2.imread('a.jpg')
  cv2.imshow('image',img)
  
  # Wait for keys to exit or save
  k = cv2.waitKey(0)
  if k == 27:                 
     cv2.destroyAllWindows()
 elif k == ord('s'):        
     cv2.imwrite('save_image.jpg', img)
     cv2.destroyAllWindows()

ord('s')用于获取字符's'的ASCII码值，而ASCII值27对应的是'Esc'键。

参考链接：

1、https://blog.csdn.net/fu6543210/article/details/80835280

2、http://www.runoob.com/python/python-func-ord.html

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