数字图像处理(8): 图像加法与融合运算 和 图像类型转换

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目录

1 图像加法运算

1.1 Numpy库加法运算

1.2 OpenCV加法运算- add

1.3 对比实验

2 图像融合- addWeighted()

3 图像类型转换- cvtColor

参考资料


 

1 图像加法运算

1.1 Numpy库加法运算

Numpy库加法的运算方法为:

目标图像 = 图像1 + 图像2,运算结果进行取模运算。有以下两种情况:

(1)当像素值 <= 255时,结果为“图像1+图像2”,例如:120+48=168

(2)当像素值 > 255时,结果为对255取模的结果,例如:(255+64) % 255=64

 

1.2 OpenCV加法运算- add

OpenCV库实现图像加法运算,方法如下:

目标图像 = cv2.add(图像1, 图像2)  。 此时结果是饱和运算,有以下两种情况:

(1)当像素值 <= 255时,结果为“图像1+图像2”,例如:120+48=168

(2)当像素值 > 255时,结果为255,例如:(255+64) = 255

 

1.3 对比实验

(1) 两个灰度图像相加

代码如下所示:

# encoding:utf-8
import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 读取图片
img = cv2.imread("lena1.tiff", cv2.IMREAD_UNCHANGED)
test = img

# 方法一:Numpy加法运算
result1 = img + test

# 方法二:OpenCV加法运算
result2 = cv2.add(img, test)

# 显示图像
cv2.imshow("original", img)
cv2.imshow("result1_Numpy", result1)
cv2.imshow("result2_OpenCv", result2)

# 等待显示
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

 

运行结果如下所示:

注:参与运算的图像大小和类型必须一致

下面是对彩色图像进行加法运算的结果。

 

(2)两个彩色图像相加

代码如下:

# encoding:utf-8
import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 读取图片
img = cv2.imread("lena.tiff", cv2.IMREAD_UNCHANGED)
test = img

# 方法一:Numpy加法运算
result1 = img + test

# 方法二:OpenCV加法运算
result2 = cv2.add(img, test)

# 显示图像
cv2.imshow("original", img)
cv2.imshow("result1_Numpy", result1)
cv2.imshow("result2_OpenCv", result2)

 

运行结果如下:

 

 

2 图像融合- addWeighted()

图像融合通常是指将2张或2张以上的图像信息融合到1张图像上,融合的图像含有更多的信息,能够更方便人们观察或计算机处理。如下图所示,将两张不清晰的图像融合得到更清晰的图。

 

如上图所示,图像融合是在图像加法的基础上增加了系数亮度调节量

(1)图像加法:目标图像 = 图像1 + 图像2

(2)图像融合:目标图像 = 图像1 \times 系数1 + 图像2 \times 系数2 + 亮度调节量

主要调用的函数是 addWeighted() 函数,方法如下:

dst = cv2.addWeighter(scr1, alpha, src2, beta, gamma)

dst = src1 \times alpha + src2 \times beta + gamma

其中,参数gamma不能省略

注:两张融合的图像像素大小需要一致

 

代码如下所示:

# encoding:utf-8
import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 读取图片
src1 = cv2.imread('lena.tiff')
src2 = cv2.imread('peppers.tiff')

# 图像融合
result = cv2.addWeighted(src1, 1, src2, 1, 0)

# 显示图像
cv2.imshow("src1", src1)
cv2.imshow("src2", src2)
cv2.imshow("result", result)

# 等待显示
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

 

运行结果如下:

 

(1)设置参数1

result = cv2.addWeighted(src1, 0.8, src2, 0.2, 10)

运行结果如下:

 

 

(2)设置参数2

result = cv2.addWeighted(src1, 0.2, src2, 0.8, 10)

运行结果如下:

 

 

 

3 图像类型转换- cvtColor

图像类型转换是指将一种类型转换为另一种类型,比如彩色图像转换为灰度图像、BGR图像转换为RGB图像。OPenCV提供了200多种不同类型之间的转换,其中最常用的包括3类,如下:

 result = cv2.cvtColor(图像, 参数) ,其中参数有以下三种:

1) cv2.COLOR_BGR2GRAY #彩色转灰度 类似于Matlab 中的 rgb2gray()

2) cv2.COLOR_BGR2RGB

3) cv2.COLOR_GRAY2BGR

(1)彩色图像转灰度图像

代码如下:

# encoding:utf-8
import cv2

# 读取图片
src = cv2.imread("lena.tiff", cv2.IMREAD_UNCHANGED)

# 图像类型转换
result = cv2.cvtColor(src, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

# 显示图像
cv2.imshow("src", src)
cv2.imshow("result", result)

# 等待显示
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

 

运行结果如下:

 

(2)BRG通道转RGB通道

代码如下:

# encoding:utf-8
import cv2

# 读取图片
src = cv2.imread("lena.tiff", cv2.IMREAD_UNCHANGED)

# 图像类型转换
result = cv2.cvtColor(src, cv2.COLOR_BGR2RGB)

# 显示图像
cv2.imshow("src", src)
cv2.imshow("result", result)

# 等待显示
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

运行结果如下:

 

一般在图像处理中,彩色图像转灰度图像最常用。

 

参考资料

[1] https://blog.csdn.net/Eastmount/article/details/82347501

[2] Python+OpenCV图像处理

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