[OpenCV基礎][Python]OpenCV影像的基礎介紹

更新於 發佈於 閱讀時間約 4 分鐘

OpenCV(Open Source Computer Vision Library)是一個開源的計算機視覺影像處理庫,它提供了豐富的功能和工具,可用於開發各種視覺應用程式

OpenCV最初是用C++編寫的,但它也提供了Python、Java等多種程式語言的接口,方便不同語言的開發者使用。


OpenCV影像基礎介紹

  1. 影像的表示:
    • OpenCV中的影像是以NumPy陣列的形式表示的,可以是二維(灰度影像)或三維(彩色影像)。對於彩色影像,通常使用BGR通道,即藍色(Blue)、綠色(Green)、紅色(Red)。
  2. 色彩通道:
    • 彩色影像中,每個像素都有三個色彩通道,分別對應著三個顏色。
    • OpenCV使用BGR順序,這表示像素的數據順序為藍色值綠色值紅色值
  3. 影像坐標系:
    • 影像是以NumPy的多維陣列(ndarray)形式表示的。
    • 陣列的維度是 (rows, columns),其中 rows 表示影像的高度columns 表示影像的寬度
    • 透過座標 (y, x) (row, column) 來訪問它的值,通常我們習慣使用 (x, y) 表示座標
raw-image

程式範例

使用OpenCV和NumPy創建一個大小為160x280灰度影像,然後顯示圖像。

import cv2
import numpy as np

height = 160 # 影像高
width = 280 # 影像寬
# 建立GRAY影像陣列
image = np.zeros((height, width), np.uint8)
cv2.imshow("image", image) # 顯示影像

cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()
  1. import cv2:這是引入OpenCV庫的語句。
  2. import numpy as np:這是引入NumPy庫的語句,通常使用 np 作為別名。
  3. height = 160width = 280:這兩行代碼定義了影像的高度和寬度。
  4. image = np.zeros((height, width), np.uint8):這一行創建了一個高度為160,寬度為280的灰度影像。np.zeros 函數創建一個全為零的NumPy陣列,並指定了影像的型別為 np.uint8(8位元的無符號整數,範圍為0到255)。
  5. cv2.imshow("image", image):這一行使用OpenCV的 cv2.imshow 函數顯示影像。第一個參數是視窗的名稱,第二個參數是要顯示的影像。
  6. cv2.waitKey(0):這一行等待用戶按下任意按鍵。0 表示無限等待,直到按下按鍵為止。
  7. cv2.destroyAllWindows():這一行用於關閉所有打開的視窗。
程式輸出圖

程式輸出圖

在影像的坐標系中跟常見的笛卡兒坐標系不同,(0, 0)是從左上角開始,沒有負值。


我們印出圖像的資訊看看長什麼樣子吧。

image.shape : 查看圖像形狀。

形狀為160x280灰度影像,這個陣列的所有元素都是 0,這表示整個影像是全黑的。

在灰階影像中,數值0為黑色,數值255為白色。

print(f'image size {image.shape}')
print(image)


圖像資訊

圖像資訊

使用 NumPy 的 np.linspace 函數來創建一個漸變從黑到白的灰度影像。

使用 np.linspace(0, 255, width, dtype=np.uint8) 來創建一個灰度值的漸變,然後使用 np.tile 將這個漸變複製到整個影像的高度。

# 創建灰度漸變影像
gradient_image = np.linspace(0, 255, width, dtype=np.uint8)
gradient_image = np.tile(gradient_image, (height, 1))

最後呈現由黑到白的灰度影像,來理解圖像資訊的數值 0~255的概念。

從黑到白的灰度影像

從黑到白的灰度影像


先有OpenCV影像的基礎,才會對後續的應用有更深的理解









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Python 新人-avatar-img
2024/08/15
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螃蟹_crab的沙龍
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本業是影像辨識軟體開發,閒暇時間進修AI相關內容,將學習到的內容寫成文章分享。 興趣是攝影,踏青,探索未知領域。 人生就是不斷的挑戰及自我認清,希望老了躺在床上不會後悔自己什麼都沒做。
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