當前位置：首頁 > 编程资源 > 编程问答 >内容正文

编程问答

youcans 的 OpenCV 学习课—2.图像读取与显示

發布時間：2025/3/15 编程问答 34 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 youcans 的 OpenCV 学习课—2.图像读取与显示小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

youcans 的 OpenCV 學習課—2.圖像讀取與顯示

本系列面向 Python 小白，從零開始實戰解說 OpenCV 項目實戰。

本節介紹圖像的讀取、保存和顯示。除基本方法和例程外，還給出了從網絡讀取圖像、讀取/保存中文路徑圖像、按指定大小顯示圖像、組合顯示多個圖像、通過 matplotlib 顯示彩色和灰度圖像的例程。

歡迎關注『youcans 的 OpenCV 學習課系列，持續更新
youcans 的 OpenCV 學習課—1.安裝與環境配置
youcans 的 OpenCV 學習課—2.圖像讀取與顯示
youcans 的 OpenCV 學習課—3.圖像的創建與修改
youcans 的 OpenCV 學習課—4.圖像的疊加與混合
youcans 的 OpenCV 學習課—5.圖像的幾何變換
youcans 的 OpenCV 學習課—6.灰度變換與直方圖處理
youcans 的 OpenCV 學習課—7.空間域圖像濾波
youcans 的 OpenCV 學習課—8.頻率域圖像濾波（上）
youcans 的 OpenCV 學習課—9.頻率域圖像濾波（下）

1. 圖像的讀取

函數 cv2.imread() 用于從指定的文件讀取圖像。

函數說明：

cv.imread(filename[, flags]) -> retval

函數 cv2.imread() 從指定文件加載圖像并返回該圖像的矩陣。
如果無法讀取圖像（文件丟失，權限不正確，格式不支持或無效），該函數返回一個空矩陣。
目前支持的文件格式：
- Windows 位圖 - * .bmp，* .dib
- JPEG 文件 - * .jpeg，* .jpg，*.jpe
- JPEG 2000文件 - * .jp2
- 便攜式網絡圖形 - * .png
- WebP - * .webp
- 便攜式圖像格式 - * .pbm，* .pgm，* .ppm * .pxm，* .pnm
- TIFF 文件 - * .tiff，* .tif

參數說明：

filename：要加載的文件的路徑和名稱
flags：讀取圖片的方式，可選項
- cv2.IMREAD_COLOR(1)：始終將圖像轉換為 3 通道BGR彩色圖像，默認方式
- cv2.IMREAD_GRAYSCALE(0)：始終將圖像轉換為單通道灰度圖像
- cv2.IMREAD_UNCHANGED(-1)：按原樣返回加載的圖像（使用Alpha通道）
- cv2.IMREAD_ANYDEPTH(2)：在輸入具有相應深度時返回16位/ 32位圖像，否則將其轉換為8位
- cv2.IMREAD_ANYCOLOR(4)：以任何可能的顏色格式讀取圖像
返回值 retval：OpenCV 圖像，nparray 多維數組

注意事項：

OpenCV 讀取圖像文件，返回值是一個nparray 多維數組。OpenCV 對圖像的任何操作，本質上就是對 Numpy 多維數組的運算。

OpenCV 中彩色圖像使用 BGR 格式，而 PIL、PyQt、matplotlib 等庫使用的是 RGB 格式。

cv2.imread() 如果無法從指定文件讀取圖像，并不會報錯，而是數返回一個空矩陣。

cv2.imread() 指定圖片的存儲路徑和文件名，在 python3 中不支持中文和空格（但并不會報錯）。必須使用中文時，可以使用 cv2.imdecode() 處理，參見擴展例程。

cv2.imread() 讀取圖像時默認忽略透明通道，但可以使用 CV_LOAD_IMAGE_UNCHANGED 參數讀取透明通道。

對于彩色圖像，可以使用 flags=0 按照讀取為灰度圖像。

基本例程：

# 1.1 圖像的讀取imgFile = "../images/imgLena.tif" # 讀取文件的路徑img1 = cv2.imread(imgFile, flags=1) # flags=1 讀取彩色圖像(BGR)img2 = cv2.imread(imgFile, flags=0) # flags=0 讀取為灰度圖像

擴展例程：

# 1.2 從網絡讀取圖像import urllib.request as requestresponse = request.urlopen("https://profile.csdnimg.cn/8/E/F/0_youcans")imgUrl = cv2.imdecode(np.array(bytearray(response.read()), dtype=np.uint8), -1) # 1.3 讀取中文路徑的圖像imgFile = "../images/測試圖01.png" # 帶有中文的文件路徑和文件名# imread() 不支持中文路徑和文件名，讀取失敗，但不會報錯!# img = cv2.imread(imgFile, flags=1)# 使用 imdecode 可以讀取帶有中文的文件路徑和文件名img = cv2.imdecode(np.fromfile(imgFile, dtype=np.uint8), -1)

2. 圖像的保存

函數 cv2.imwrite() 用于將圖像保存到指定的文件。

函數說明：

cv2.imwrite(filename, img [, flags])

cv2.imwrite() 將 OpenCV 圖像保存到指定的文件。
cv2.imwrite() 基于保存文件的擴展名選擇保存圖像的格式。
cv2.imwrite() 只能保存 BGR 3通道圖像，或 8 位單通道圖像、或 PNG/JPEG/TIFF 16位無符號單通道圖像。

參數說明：

filename：要保存的文件的路徑和名稱
img：要保存的 OpenCV 圖像，nparray 多維數組
flags：不同編碼格式的參數，可選項
- cv2.CV_IMWRITE_JPEG_QUALITY：設置 .jpeg/.jpg 格式的圖片質量，取值為 0-100（默認值 95），數值越大則圖片質量越高；
- cv2.CV_IMWRITE_WEBP_QUALITY：設置 .webp 格式的圖片質量，取值為 0-100；
- cv2.CV_IMWRITE_PNG_COMPRESSION：設置 .png 格式圖片的壓縮比，取值為 0-9（默認值 3），數值越大則壓縮比越大。

注意事項：

cv2.imwrite() 保存的是 OpenCV 圖像（多維數組），不是 cv2.imread() 讀取的圖像文件，所保存的文件格式是由 filename 的擴展名決定的，與讀取的圖像文件的格式無關。

對 4 通道 BGRA 圖像，可以使用 Alpha 通道保存為 PNG 圖像。

cv2.imwrite() 指定圖片的存儲路徑和文件名，在 python3 中不支持中文和空格（但并不會報錯）。必須使用中文時，可以使用 cv2.imencode() 處理，參見擴展例程。

基本例程：

# 1.4 圖像的保存imgFile = "../images/logoCV.png" # 讀取文件的路徑img3 = cv2.imread(imgFile, flags=1) # flags=1 讀取彩色圖像(BGR)saveFile = "../images/imgSave.png" # 保存文件的路徑# cv2.imwrite(saveFile, img3, [int(cv2.IMWRITE_PNG_COMPRESSION), 8]) # 保存圖像文件, 設置壓縮比為 8cv2.imwrite(saveFile, img3) # 保存圖像文件

擴展例程：

# 1.5 保存中文路徑的圖像imgFile = "../images/logoCV.png" # 讀取文件的路徑img3 = cv2.imread(imgFile, flags=1) # flags=1 讀取彩色圖像(BGR)saveFile = "../images/測試圖02.jpg" # 帶有中文的保存文件路徑# cv2.imwrite(saveFile, img3) # imwrite 不支持中文路徑和文件名，讀取失敗，但不會報錯!img_write = cv2.imencode(".jpg", img3)[1].tofile(saveFile)

3. 圖像的顯示

函數 cv2.imshow() 用于在窗口中顯示圖像。

函數說明：

imshow(winname, img) -> None

函數 cv2.imshow() 在指定窗口中顯示 OpenCV 圖像，窗口自適應圖像大小。
顯示圖像的縮放取決于圖像深度：
- 對 8 位無符號圖像，按原樣顯示；
- 對 16 位無符號或 32 位整數圖像，將像素值范圍 [0,255 * 256] 映射到 [0,255] 顯示；
- 對 32 位浮點圖像，將像素值范圍 [0,1] 映射到 [0,255] 顯示；
- 如果指定窗口尚未創建，則創建一個自適應圖像大小的窗口；
- 如果要顯示大于屏幕分辨率的圖像，需要先調用 namedWindow(""，WINDOW_NORMAL)。

參數說明：

winname：字符串，顯示窗口的名稱。
img：所顯示的 OpenCV 圖像，nparray 多維數組

注意事項：

函數 cv2.imshow() 之后要用 waitKey() 函數設定圖像窗口的顯示時長，否則不會顯示圖像窗口。

圖像窗口將在 waitKey() 函數所設定的時長（毫秒）后自動關閉，waitKey(0) 表示窗口顯示時長為無限。

可以創建多個不同的顯示窗口，每個窗口必須命名不同的 filename。

可以用 destroyWindow() 函數關閉指定的顯示窗口，也可以用 destroyAllWindows() 函數關閉所有的顯示窗口。

基本例程：

# 1.6 圖像的顯示(cv2.imshow)imgFile = "../images/imgLena.tif" # 讀取文件的路徑img1 = cv2.imread(imgFile, flags=1) # flags=1 讀取彩色圖像(BGR)img2 = cv2.imread(imgFile, flags=0) # flags=0 讀取為灰度圖像cv2.imshow("Demo1", img1) # 在窗口 "Demo1" 顯示圖像 img1cv2.imshow("Demo2", img2) # 在窗口 "Demo2" 顯示圖像 img2key = cv2.waitKey(1000) # 等待按鍵命令, 1000ms 后自動關閉

擴展例程：

# 1.7 圖像顯示(按指定大小的窗口顯示圖像)imgFile = "../images/imgLena.tif" # 讀取文件的路徑img1 = cv2.imread(imgFile, flags=1) # flags=1 讀取彩色圖像(BGR)cv2.namedWindow("Demo3", cv2.WINDOW_NORMAL)cv2.resizeWindow("Demo3", 400, 300)cv2.imshow("Demo3", img1) # 在窗口 "Demo3" 顯示圖像 img1key = cv2.waitKey(0) # 等待按鍵命令 # 1.8 圖像顯示(多個圖像組合顯示)imgFile1 = "../images/imgLena.tif" # 讀取文件的路徑img1 = cv2.imread(imgFile1, flags=1) # flags=1 讀取彩色圖像(BGR)imgFile2 = "../images/imgGaia.tif" # 讀取文件的路徑img2 = cv2.imread(imgFile2, flags=1) # # flags=1 讀取彩色圖像(BGR)imgStack = np.hstack((img1, img2)) # 相同大小圖像水平拼接cv2.imshow("Demo4", imgStack) # 在窗口 "Demo4" 顯示圖像 imgStackkey = cv2.waitKey(0) # 等待按鍵命令

4. 通過 matplotlib 庫顯示圖像

函數 plt.imshow() 用于通過 matplotlib 庫顯示圖像。

函數說明：

matplotlib.pyplot.imshow(img[, cmap])

OpenCV 使用 BGR 格式，matplotlib/PyQt 使用 RGB 格式。使用 matplotlib/PyQt 顯示 openCV 圖像，要將 BGR 格式轉換為 RGB 格式：

# 圖片格式轉換：BGR(OpenCV) -> RGB(PyQt5) imgRGB = cv2.cvtColor(imgBGR, cv2.COLOR_BGR2RGB)

參數說明：

img：圖像數據，nparray 多維數組，對于 openCV（BGR）格式圖像要先進行格式轉換
cmap：顏色圖譜（colormap），默認為 RGB(A) 顏色空間
- gray：灰度顯示
- hsv：hsv 顏色空間

注意事項：

OpenCV 和 matplotlib 中的彩色圖像都是 Numpy 多維數組。但 OpenCV 使用 BGR 格式，顏色分量按照藍/綠/紅的次序排列，而 matplotlib 使用 RGB 格式，顏色分量按照紅/綠/藍的次序排序。因此用 plt.imshow() 顯示 OpenCV 彩色圖像時，先要進行顏色空間轉換，將Numpy 多維數組按照紅/綠/藍的次序排序。

plt.imshow() 可以直接顯示 OpenCV 灰度圖像，不需要格式轉換，但需要使用 cmap=‘gray’ 進行參數設置。

plt.imshow() 可以使用 matplotlib 庫中的各種方法繪圖，如標題、坐標軸、插值等，詳見 matploblib Document。

PyQt5 也使用 RGB 格式，因此在 PyQt5 中顯示 OpenCV 彩色圖像時，也要進行顏色空間轉換。

基本例程：

# 1.10 圖像顯示(plt.imshow)imgFile = "../images/imgLena.tif" # 讀取文件的路徑img1 = cv2.imread(imgFile, flags=1) # flags=1 讀取彩色圖像(BGR)imgRGB = cv2.cvtColor(img1, cv2.COLOR_BGR2RGB) # 圖片格式轉換：BGR(OpenCV) -> RGB(PyQt5)img2 = cv2.cvtColor(img1, cv2.COLOR_BGR2GRAY) # 圖片格式轉換：BGR(OpenCV) -> Grayplt.rcParams['font.sans-serif'] = ['FangSong'] # 支持中文標簽plt.subplot(221), plt.title("1. RGB 格式(mpl)"), plt.axis('off')plt.imshow(imgRGB) # matplotlib 顯示彩色圖像(RGB格式)plt.subplot(222), plt.title("2. BGR 格式(OpenCV)"), plt.axis('off')plt.imshow(img1) # matplotlib 顯示彩色圖像(BGR格式)plt.subplot(223), plt.title("3. 設置 Gray 參數"), plt.axis('off')plt.imshow(img2, cmap='gray') # matplotlib 顯示灰度圖像，設置 Gray 參數plt.subplot(224), plt.title("4. 未設置 Gray 參數"), plt.axis('off')plt.imshow(img2) # matplotlib 顯示灰度圖像，未設置 Gray 參數plt.show()

程序說明：

圖 1 中 OpenCV 的 BGR 彩色圖像已轉換為 RGB 格式，彩色圖像的顏色顯示正常；
圖 2 中 OpenCV 的 BGR 彩色圖像格式未做轉換，彩色圖像的顏色顯示異常；
圖 3 中 plt.imshow() 設置 cmap=‘gray’，灰度圖像的顏色顯示正常；
圖 4 中 plt.imshow() 未設置 cmap=‘gray’，灰度圖像的顏色顯示異常。

【本節完】

『youcans 的 OpenCV 學習課』
原創作品，轉載必須標注原文鏈接：https://blog.csdn.net/youcans/article/details/121068773
Copyright 2021 youcans, XUPT
Crated：2021-11-01

歡迎關注『youcans 的 OpenCV 學習課』系列，持續更新
youcans 的 OpenCV 學習課—1.安裝與環境配置
youcans 的 OpenCV 學習課—2.圖像讀取與顯示
youcans 的 OpenCV 學習課—3.圖像的創建與修改
youcans 的 OpenCV 學習課—4.圖像的疊加與混合
youcans 的 OpenCV 學習課—5.圖像的幾何變換
youcans 的 OpenCV 學習課—6.灰度變換與直方圖處理
youcans 的 OpenCV 學習課—7.空間域圖像濾波
youcans 的 OpenCV 學習課—8.頻率域圖像濾波（上）
youcans 的 OpenCV 學習課—9.頻率域圖像濾波（下）

總結

以上是生活随笔為你收集整理的youcans 的 OpenCV 学习课—2.图像读取与显示的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。

上一篇： Python数模笔记-PuLP库（3）线
下一篇：【OpenCV 例程200篇】100.