python數位影像處理畫素的存取與裁剪範例

2022-06-28 18:04:40

引言

圖片讀入程式中後，是以numpy陣列存在的。因此對numpy陣列的一切功能，對圖片也適用。對陣列元素的存取，實際上就是對圖片畫素點的存取。

彩色圖片存取方式為：

img[i,j,c]

i表示圖片的行數，j表示圖片的列數，c表示圖片的通道數（RGB三通道分別對應0，1，2）。座標是從左上角開始。

灰度圖片存取方式為：

gray[i,j]

例1：輸出小貓圖片的G通道中的第20行30列的畫素值

from skimage import io,data
img=data.chelsea()
pixel=img[20,30,1]
print(pixel)

輸出為129

例2：顯示紅色單通道圖片

from skimage import io,data
img=data.chelsea()
R=img[:,:,0]
io.imshow(R)

除了對畫素進行讀取，也可以修改畫素值。

例3：對小貓圖片隨機新增椒鹽噪聲

from skimage import io,data
import numpy as np
img=data.chelsea()

#隨機生成5000個椒鹽
rows,cols,dims=img.shape
for i in range(5000):
    x=np.random.randint(0,rows)
    y=np.random.randint(0,cols)
    img[x,y,:]=255
    
io.imshow(img)

這裡用到了numpy包裡的random來生成亂數，randint(0,cols)表示隨機生成一個整數，範圍在0到cols之間。

用img[x,y,:]=255這句來對畫素值進行修改，將原來的三通道畫素值，變為255

通過對陣列的裁剪，就可以實現對圖片的裁剪。

例4：對小貓圖片進行裁剪

from skimage import io,data
img=data.chelsea()
roi=img[80:180,100:200,:]
io.imshow(roi)

對多個畫素點進行操作，使用陣列切片方式存取。切片方式返回的是以指定間隔下標存取該陣列的畫素值。下面是有關灰度影象的一些例子：

img[i,:] = im[j,:] # 將第 j 行的數值賦值給第 i 行

img[:,i] = 100 # 將第 i 列的所有數值設為 100

img[:100,:50].sum() # 計算前 100 行、前 50 列所有數值的和

img[50:100,50:100] # 50~100 行，50~100 列（不包括第 100 行和第 100 列）

img[i].mean() # 第 i 行所有數值的平均值

img[:,-1] # 最後一列

img[-2,:] (or im[-2]) # 倒數第二行

最後我們再看兩個對畫素值進行存取和改變的例子：

例5：將lena圖片進行二值化

畫素值大於128的變為1，否則變為0

from skimage import io,data,color
img=data.lena()
img_gray=color.rgb2gray(img)
rows,cols=img_gray.shape
for i in range(rows):
    for j in range(cols):
        if (img_gray[i,j]&lt;=0.5):
            img_gray[i,j]=0
        else:
            img_gray[i,j]=1
io.imshow(img_gray)

這個例子，使用了color模組的rgb2gray（）函數，將彩色三通道圖片轉換成灰度圖。轉換結果為float64型別的陣列，範圍為[0,1]之間。

例6：R通道的所有畫素值進行判斷

from skimage import io,data
img=data.chelsea()
reddish = img[:, :, 0] &gt;170
img[reddish] = [0, 255, 0]
io.imshow(img)

這個例子先對R通道的所有畫素值進行判斷，如果大於170，則將這個地方的畫素值變為[0,255,0], 即G通道值為255，R和B通道值為0。

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