【OpenCV-Python】教程：1-1 图像读取显示保存

目标

1. 读图片
2. 显示图片
3. 保存图片

代码

## 导入库
import cv2
import sys

## 读入图片
img = cv2.imread("lena.jpg")

## 读入失败退出
if img is None:
    sys.exit("Could not read the image.")
  
## 显示图片
cv2.imshow("Display window", img)
k = cv2.waitKey(0)

## 等待按键，如果是 s 则退出
if k == ord("s"):
    cv2.imwrite("lena-back.jpg", img)

## 销毁所有窗口
cv2.destroyAllWindows()

imread

从文件中读入图片，并返回图片，如果读入失败（文件不存在或者格式不支持），则返回空。

接口

原型

Mat cv::imread(const String & filename, int flags = IMREAD_COLOR)

cv2.imread(filename[, flags]) -> retval

参数

filename: 文件名
flags: 读取模式

支持的格式

支持的格式如下

1. *.bmp, *.dib - Windows bitmaps (总是支持)
2. *jpeg, *.jpg, *.jpe - JPEG files (看备注)
3. *.jp2 - JPEG 2000 files (看备注)
4. *.png - Portable Network Graphics ( 看备注)
5. *.webp - WebP ( 看备注)
6. *.pbm, *.pgm, *.ppm *.pxm, *.pnm - Portable image format (总是支持)
7. *.pfm - PFM files ( 看备注)
8. *.sr, *.ras - Sun rasters (总是支持)
9. *.tiff, *.tif - TIFF files ( 看备注)
10. *.exr - OpenEXR Image files ( 看备注)
11. *.hdr, *.pic - Radiance HDR (总是支持)
12. Raster and Vector geospatial data supported by GDAL ( 看备注)

备注

• 不是根据文件后缀确定的，而是根据文件内容确定的。
• 彩色图像，解码后以 B-G-R通道顺序存放数据。
• 当用 IMREAD_GRAYSCALE格式读取时，会用到内部的灰度解码，结果可能与 cvtColor()有些不同。
• 在 Windows和 MacOSX上，默认使用 OpenCV附带的解码器（libjpeg, libpng, libtiff, libjasper )。因此 OpenCV始终可以读取 JPEG、PNG和TIFF；在 MacOSX上，也可以使用 MacOSX的图像读取器，但是要当心由于 MacOSX附带了颜色管理，可能导致读取的像素值不一样。
• 在 Linux*、BSD风格和其他类似 Unix的开源操作系统上，OpenCV寻找系统提供的解码器，需要安装相关的包（不要忘记开发文件，例如：libjpeg-dev 等）从而可以获得解码支持或者打开 CMakeLists 里的开关 OPENCV_BUILD_3RDPARTY_LIBS。
• 在 CMakeLists 里设置 WITH_GDAL 开关为 true 就可以使用 IMREAD_LOAD_GDAL 加载图像，GDAL 驱动就可以使用从而可以解码图像，支持 Raster 和 Vector。
• 如果 EXIF 信息嵌入到图像中，EXIF 的方向信息会被考虑并且会根据其旋转，除非设置 IMREAD_IGNORE_ORIENTATION 或者 IMREAD_UNCHANGED 。
• 使用 IMREAD_UNCHANGED 可以保留 PFM 图像的浮点值。

读图像模式	描述
IMREAD_UNCHANGED Python: cv2.IMREAD_UNCHANGED	加载原本的图像，忽略EXIF的方向
IMREADGRAYSCALE Python: cv2.IMREAD_GRAYSCALE	内部解码为灰度图像
IMREADCOLOR Python: cv2.IMREAD_COLOR	总是将图像转换为BGR图像
IMREADANYDEPTH Python: cv2.IMREAD_ANYDEPTH	如果是32位/32位图像，则返回16位/32位图像，否则转换为8位图像
IMREADANYCOLOR Python: cv2.IMREAD_ANYCOLOR	任意可能的颜色格式
IMREADLOAD_GDAL Python: cv2.IMREAD_LOAD_GDAL	GADL驱动加载图像
IMREADREDUCED_GRAYSCALE_2 Python: cv2.IMREAD_REDUCED_GRAYSCALE_2	总是转换为单通道灰度图像，并缩放为1/2
IMREADREDUCED_COLOR_2 Python: cv2.IMREAD_REDUCED_COLOR_2	总是转换为BGR图像，并缩放到1/2
IMREADREDUCED_GRAYSCALE_4 Python: cv2.IMREAD_REDUCED_GRAYSCALE_4	总是转换为单通道灰度图像，并缩放到1/4
IMREADREDUCED_COLOR_4 Python: cv2.IMREAD_REDUCED_COLOR_4	总是转换为BGR图像，并缩放到1/4
IMREADREDUCED_GRAYSCALE_8 Python: cv2.IMREAD_REDUCED_GRAYSCALE_8	总是将图像转换为单通道灰度图像，并缩放到1/8
IMREADREDUCED_COLOR_8 Python: cv2.IMREAD_REDUCED_COLOR_8	总是将图像转换为BGR图像，并缩放到1/8
IMREADIGNORE_ORIENTATION Python: cv2.IMREAD_IGNORE_ORIENTATION	根据EXIF的方向标志，不旋转图像

imwrite

接口

原型

bool cv::imwrite(const String & filename,
InputArray img,
const std::vector< int > & params = std::vector< int >() 
)

cv2.imwrite(filename, img[, params]) ->	retval

参数

文件名: 文件名
图像: 需要保存的图像 Mat
参数: 特殊编码格式

写图像标志	描述
IMWRITE_JPEG_QUALITY Python: cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY	JPEG，压缩质量0~100，默认95
IMWRITE_JPEG_PROGRESSIVE Python: cv2.IMWRITE_JPEG_PROGRESSIVE	使能JPEG，0或1，默认为False
IMWRITE_JPEG_OPTIMIZE Python: cv2.IMWRITE_JPEG_OPTIMIZE	使能JPEG特性，0或1，默认为False
IMWRITE_JPEG_RST_INTERVAL Python: cv2.IMWRITE_JPEG_RST_INTERVAL	JPEG重启间隔，0~65535， 默认为0，不重启
IMWRITE_JPEG_LUMA_QUALITY Python: cv2.IMWRITE_JPEG_LUMA_QUALITY	单独亮度质量等级，0~100，默认为0，不用
IMWRITE_JPEG_CHROMA_QUALITY Python: cv2.IMWRITE_JPEG_CHROMA_QUALITY	单独色度质量等级，0~100，默认为0，不用
IMWRITE_PNG_COMPRESSION Python: cv2.IMWRITE_PNG_COMPRESSION	PNG图像，压缩等级0~9，值越高，压缩越厉害，图像尺寸越小，压缩时间越长，默认为1，最佳速度设置
IMWRITE_PNG_STRATEGY Python: cv2.IMWRITE_PNG_STRATEGY	One ofcv::ImwritePNGFlags, 默认为IMWRITE_PNG_STRATEGY_RLE.
IMWRITE_PNG_BILEVEL Python: cv2.IMWRITE_PNG_BILEVEL	二值等级，0或1，默认为0
IMWRITE_PXM_BINARY Python: cv2.IMWRITE_PXM_BINARY	PPM，PGM，PBM图像，0或1，默认为1
IMWRITE_EXR_TYPE Python: cv2.IMWRITE_EXR_TYPE
IMWRITE_EXR_COMPRESSION Python: cv2.IMWRITE_EXR_COMPRESSION	覆盖EXR存储类型，默认FP32
IMWRITE_WEBP_QUALITY Python: cv2.IMWRITE_WEBP_QUALITY	覆盖EXR压缩类型，默认为3， 质量等级从1~100，越高越好，默认或者大于100，是无损压缩。
IMWRITE_PAM_TUPLETYPE Python: cv2.IMWRITE_PAM_TUPLETYPE	PAM图像，将TUPLETYPE 字段设置为格式定义的相应值
IMWRITE_TIFF_RESUNIT Python: cv2.IMWRITE_TIFF_RESUNIT	TIFF图像，设置特定值和DPI分辨率设置一样，参考libtiff。
IMWRITE_TIFF_XDPI Python: cv2.IMWRITE_TIFF_XDPI	TIFF图像，设置X方向的DPI
IMWRITE_TIFF_YDPI Python: cv2.IMWRITE_TIFF_YDPI	TIFF图像，设置Y方向的DPI
IMWRITE_TIFF_COMPRESSION Python: cv2.IMWRITE_TIFF_COMPRESSION	TIFF图像，用于指定图像的压缩模式，整型常量对应压缩模式（参考libtiff文档）。注意：参考libtiff问题的，深度为CV_32F,只有SGILOG模式可用，其他深度也可以设置此值，LZW为默认
IMWRITE_JPEG2000_COMPRESSION_X1000 Python: cv2.IMWRITE_JPEG2000_COMPRESSION_X1000	JPEG2000，设置压缩比（已经乘了1000），值为0~1000，默认为1000

imshow

显示图像

如果在显示图像之前没有调用 namedWindow 则会根据图像大小创建图像窗口 （WINDOW_AUTOSIZE ），用户不能缩放窗口，窗口的尺寸已经固定了。

如果显示的图像大于屏幕的分辨率，可以在 imshow 之前调用 namedWindow("", WINDOW_NORMAL)。

• 如果图像是无符号8位数据类型，直接显示。
• 如果图像是无符号16位数据类型，像素从[0,255*256] 映射到[0,255].
• 如果图像是32位或者64位浮点数据，像素值从[0,1] 映射到 [0, 255].
• 由于所需变换的模糊性，32位整数图像不再被处理。使用特定于图像上下文的自定义预处理将其转换为8位无符号矩阵。.

显示函数后面必须有 waitKey，可以在整个程序的任意位置，不一定非要在显示图像调用的函数内, 否则窗口会一闪而过。

接口

原型

void cv::imshow	(const String & winname,InputArray mat)

cv2.imshow(winname, mat) -> None

参数

winname: 窗口名
mat: 需要显示的图像

显示标志	描述
WINDOW_NORMAL Python: cv2.WINDOW_NORMAL	用户可以任意的缩放窗口，没有限制
WINDOW_AUTOSIZE Python: cv2.WINDOW_AUTOSIZE	用户不能缩放窗口，窗口尺寸收到显示图像的尺寸的约束
WINDOW_OPENGL Python: cv2.WINDOW_OPENGL	窗口支持opengl
WINDOW_FULLSCREEN Python: cv2.WINDOW_FULLSCREEN	将窗口最大化
WINDOW_FREERATIO Python: cv2.WINDOW_FREERATIO	可以任意尺寸，不受比例约束
WINDOW_KEEPRATIO Python: cv2.WINDOW_KEEPRATIO	比例受图像比例约束
WINDOW_GUI_EXPANDED Python: cv2.WINDOW_GUI_EXPANDED	状态栏和工具栏
WINDOW_GUI_NORMAL Python: cv2.WINDOW_GUI_NORMAL	老方式

如果图像很大，一般选择 WINDOW_NORMAL 标志，可以自由缩放。

【参考】

1. https://docs.opencv.org/4.5.5/db/deb/tutorial_display_image.html