Python OpenCV实现图像滤镜、GUI交互与区域运算详解

清欢
清欢
发布时间:2026-10-13 | 2人浏览过
原创

本文通过Python OpenCV库演示图像处理的多个核心功能。内容涵盖平滑、灰度化及二值化等基础滤镜应用;利用HighGUI创建滑动条实现阈值动态调整;演示如何对图像特定ROI区域进行变换操作;并详细展示图像间的加、减、乘、除及逻辑运算方法,为图像算法开发提供完整代码参考。

本文分享了利用Python结合OpenCV库进行图像滤镜处理及图像运算的具体实现代码,供读者参考学习。

0x01. 滤镜

熟悉自拍功能的用户通常了解滤镜效果。以下代码演示了应用几种基础滤镜的方法,主要涉及图像平滑处理、转换为灰度图以及二值化处理等步骤。

import cv2.cv as cv
 
image=cv.LoadImage('img/lena.jpg', cv.CV_LOAD_IMAGE_COLOR) #Load the image
cv.ShowImage("Original", image)
 
grey = cv.CreateImage((image.width ,image.height),8,1) #8depth, 1 channel so grayscale
cv.CvtColor(image, grey, cv.CV_RGBA2GRAY) #Convert to gray so act as a filter
cv.ShowImage('Greyed', grey)
 
# 平滑变换
smoothed = cv.CloneImage(image)
cv.Smooth(image,smoothed,cv.CV_MEDIAN) #Apply a smooth alogrithm with the specified algorithm cv.MEDIAN
cv.ShowImage("Smoothed", smoothed)
 
# 均衡处理
cv.EqualizeHist(grey, grey) #Work only on grayscaled pictures
cv.ShowImage('Equalized', grey)
 
# 二值化处理
threshold1 = cv.CloneImage(grey)
cv.Threshold(threshold1,threshold1, 100, 255, cv.CV_THRESH_BINARY)
cv.ShowImage("Threshold", threshold1)
 
threshold2 = cv.CloneImage(grey)
cv.Threshold(threshold2,threshold2, 100, 255, cv.CV_THRESH_OTSU)
cv.ShowImage("Threshold 2", threshold2)
 
element_shape = cv.CV_SHAPE_RECT
pos=3
element = cv.CreateStructuringElementEx(pos*2+1, pos*2+1, pos, pos, element_shape)
cv.Dilate(grey,grey,element,2) #Replace a pixel value with the maximum value of neighboors
#There is others like Erode which replace take the lowest value of the neighborhood
#Note: The Structuring element is optionnal
cv.ShowImage("Dilated", grey)
 
cv.WaitKey(0)

0x02. HighGUI

OpenCV内置了一套简易的图形用户界面(GUI)工具集,便于开发者在图像处理界面中添加控件,从而动态调整并观察处理结果。

import cv2.cv as cv
 
im = cv.LoadImage("img/lena.jpg", cv.CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE)
thresholded = cv.CreateImage(cv.GetSize(im), 8, 1)
 
def onChange(val):
  cv.Threshold(im, thresholded, val, 255, cv.CV_THRESH_BINARY)
  cv.ShowImage("Image", thresholded)
 
# 创建一个滑动条控件
onChange(100) #Call here otherwise at startup. Show nothing until we move the trackbar
cv.CreateTrackbar("Thresh", "Image", 100, 255, onChange) #Threshold value arbitrarily set to 100
 
cv.WaitKey(0)

0x03. 选区操作

若需对图像中的特定区域执行变换或其他操作,可采用如下方式设定感兴趣区域(ROI)并处理。

import cv2.cv as cv
 
im = cv.LoadImage("img/lena.jpg",3)
 
# 选择一块区域
cv.SetImageROI(im, (50,50,150,150)) #Give the rectangle coordinate of the selected area
 
# 变换操作
cv.Zero(im)
#cv.Set(im, cv.RGB(100, 100, 100)) put the image to a given value
 
# 解除选区
cv.ResetImageROI(im) # Reset the ROI
 
cv.ShowImage("Image",im)
 
cv.WaitKey(0)

0x04. 运算

针对多幅图像,可以执行各类算术与逻辑运算。以下代码将演示几种基本的图像运算操作示例。

import cv2.cv as cv#or simply import cv
 
im = cv.LoadImage("img/lena.jpg")
im2 = cv.LoadImage("img/fruits-larger.jpg")
cv.ShowImage("Image1", im)
cv.ShowImage("Image2", im2)
 
res = cv.CreateImage(cv.GetSize(im2), 8, 3)
 
# 加
cv.Add(im, im2, res) #Add every pixels together (black is 0 so low change and white overload anyway)
cv.ShowImage("Add", res)
 
# 减
cv.AbsDiff(im, im2, res) # Like minus for each pixel im(i) - im2(i)
cv.ShowImage("AbsDiff", res)
 
# 乘
cv.Mul(im, im2, res) #Multiplie each pixels (almost white)
cv.ShowImage("Mult", res)
 
# 除
cv.Div(im, im2, res) #Values will be low so the image will likely to be almost black
cv.ShowImage("Div", res)
 
# 与
cv.And(im, im2, res) #Bit and for every pixels
cv.ShowImage("And", res)
 
# 或
cv.Or(im, im2, res) # Bit or for every pixels
cv.ShowImage("Or", res)
 
# 非
cv.Not(im, res) # Bit not of an image
cv.ShowImage("Not", res)
 
# 异或
cv.Xor(im, im2, res) #Bit Xor
cv.ShowImage("Xor", res)
 
# 乘方
cv.Pow(im, res, 2) #Pow the each pixel with the given value
cv.ShowImage("Pow", res)
 
# 最大值
cv.Max(im, im2, res) #Maximum between two pixels
#Same form Min MinS
cv.ShowImage("Max",res)
 
cv.WaitKey(0)

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