Python+OpenCV图片局部区域像素值处理详解
本文介绍如何使用Python和OpenCV提取图片特定区域的像素值,并通过Matplotlib绘制条形图进行可视化分析。文章详细讲解了SetImageROI函数的使用,以及从传统ROI复制到直接利用NumPy数组操作的优化思路,适合初学者参考。
背景说明:在处理图像时,有时需要在像素级别对数值进行操作,以反映图片中特定区域的特征。网络上关于OpenCV的教程大多仅涉及打开图片、提取像素并重新写入等基本操作。我的需求是提取图片中的特定区域并获取其像素值。作为OpenCV初学者,起初感到困惑,但通过逐步摸索,发现使用SetImageROI()函数设置感兴趣区域(ROI)可以有效实现目标,最终完成了所需功能。尽管代码尚显稚嫩且包含部分冗余,但这记录了一次完整的编码实践过程,现将其完整展示。
代码功能概述:基于Python环境使用OpenCV库。
- 主要功能包括:打开图片并显示,以及将处理结果写入新文件。
- 提取图片中特定区域的像素值(具体逻辑在代码中有详细注释)。
- 对提取的像素值进行处理,并使用Matplotlib将其显示为条形图。
完整源码如下:
# -*- coding:utf-8 -*-
__author__ = 'lwp'
import cv2.cv as cv
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 文件路径
path = '/media/lwp/A/4.bmp'
# 载入一张图片,参数cv.CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE为打开为灰度图
lwpImg = cv.LoadImage(path, cv.CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE)
# 创建图像空间,参数为size, depth, channels,这里设置的是图片等高宽30个像素的一个区域,8位,灰度图
box_lwpImg = cv.CreateImage((30, 576), 8, 1)
# 创建窗口
cv.NamedWindow('test1', cv.CV_WINDOW_AUTOSIZE)
cv.NamedWindow("box_test1", cv.CV_WINDOW_AUTOSIZE)
# 设置ROI区域,即感兴趣区域,参数为x, y, width, heigh
cv.SetImageROI(lwpImg, (390, 0, 30, 576))
# 提取ROI,从lwpImg图片的感兴趣区域到box_lwpImg
cv.Copy(lwpImg, box_lwpImg)
# 对box区域进行循环提取像素值存到列表pixel_list中
pixel_list = []
for i in range(576): # 576为box的高
for j in range(30): # 30为box的宽
x = box_lwpImg[i, j]
pixel_list.append(x)
# 提取的像素值转为int整型赋给一维数组pixel_list_np_1
pixel_list_np_1 = np.array(pixel_list, dtype=int)
# 转为576*30的二位数组,即按图片box排列
pixel_list_np_2 = np.array(pixel_list_np_1).reshape(576, 30)
# 行求和,得到576个值,即每行的像素信息
pixel_sum = np.sum(pixel_list_np_2, axis=1)
# 取消设置
cv.ResetImageROI(lwpImg)
# 画目标区域
lwpImg = cv.Rectangle(lwpImg, (390, 0), (425, 576), (0, 255, 0), 2)
# 显示图像
cv.ShowImage('test1', lwpImg)
# 查看列表list长度,以确定像素值提取准确
list_length = len(pixel_list)
print list_length
# 查看数组维度,shape验证
print pixel_list_np_1.ndim
print pixel_list_np_1.shape
print pixel_list_np_1
print pixel_list_np_2.ndim
print pixel_list_np_2.shape
print pixel_list_np_2
print pixel_sum
# 画条形图
plt.figure(1)
width = 1
for i in range(len(pixel_sum)):
plt.figure(1)
plt.bar(i, pixel_sum[i], width)
plt.xlabel("X")
plt.ylabel("pixel_sum")
plt.show()
# 按ESC退出,按s保存图片
k = cv.WaitKey(0)
if k == 27: # wait for ESC key to exit
cv.DestroyAllWindows()
elif k == ord('s'): # wait for 's' key to save and exit
cv.WriteFrame('copy_test.png', lwpImg)
cv.DestroyAllWindows()
补充说明:虽然上述代码实现了既定功能,但在后续处理视频流时,我意识到图片本质上就是数组形式。对于8位灰度图,通道数为1,它就是一个二维数组。因此,无需再设置ROI区域、复制区域并循环提取像素存入数组,而是可以直接将图片转换为数组,利用NumPy进行相应的数组操作。这种方法更加简洁高效。下一篇将介绍如何处理数据流,包括直接读取视频文件或从内存获取摄像头视频流进行处理,敬请期待。
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