基于python的空域变换-低调大师

基于python的空域变换

2021-06-07 612

基于python的空域变换

空域变换
- 加法运算
- 减法运算
- 乘法运算
- 逻辑运算
- 缩放
- 平移
- 旋转
后续

空域变换

空域：是指图像所在的平面，即像素位置所在的空间。
空域变换：对像素点的位置和灰度值根据图像变化目的需要，对图像矩阵进行运算操作，形成另一幅图像。
空域变换分类：算术逻辑变换、几何变换、灰度变换、直方图变换。

加法运算

主要应用

去除叠加性噪声
生成图像叠加效果

import cv2 as cv
img1 = cv.imread("1.jpg")
img2 = cv.imread("2.jpg")
print(img1.shape,img2.shape)
img1=cv.resize(img1,(img2.shape[1],img2.shape[0]))
image=cv.addWeighted(img1,0.6,img2,0.4,0.0,)

cv.imshow('img1',image)

cv.waitKey(0)
cv.destroyAllWindows()

减法运算

“主要运用”

显示两幅图像的差异，检测同一场景两幅图像之间的变化，如：视频中镜头边界的检测
去除不需要的叠加性图案
图像分割：如分割运动的车辆，减法去掉静止部分，剩余的是运动元素和噪声

import cv2 as cv

img1=cv.imread('5.png')
img2=cv.imread('6.png')
#img1=cv.imread('LinuxLogo.jpg')
#img2=cv.imread('WindowsLogo.jpg')
dst=cv.add(img1,img2)
dst1=cv.subtract(img1,img2)


cv.imshow('dst',dst1)
cv.imshow('dst1',dst)

cv.waitKey(0)
cv.destroyAllWindows()

乘法运算

主要应用
图像的局部显示，如：用二值蒙板图像与原图像做乘法

import cv2 as cv

img1=cv.imread('5.png')
img2=cv.imread('6.png')
dst=img1*img2

cv.imshow('181360152',dst)


cv.waitKey(0)
cv.destroyAllWindows()

逻辑运算

非运算主要运用：图像求反，g（x,y）=255-f(x,y)
与运算主要用于：两个图像相交子集，提取感兴趣子图像，g（x,y）=f（x,y）^h（x,y)

import cv2 as cv

img1=cv.imread('LinuxLogo.jpg')
img2=cv.imread('WindowsLogo.jpg')
and_img=cv.bitwise_and(img1,img2)
or_img=cv.bitwise_or(img1,img2)
not_img=cv.bitwise_not(img1)
xor_img=cv.bitwise_xor(img1,img2)


cv.imshow('181360152',and_img)
cv.imshow('181360152zhang',or_img)
cv.imshow('181360152yang',not_img)
cv.imshow('181360152-',xor_img)

cv.waitKey(0)
cv.destroyAllWindows()

缩放

import cv2
import math
import numpy as np

class Img:
    def __init__(self,image,rows,cols,center=[0,0]):
        self.src=image #原始图像
        self.rows=rows #原始图像的行
        self.cols=cols #原始图像的列
        self.center=center #旋转中心，默认是[0,0]

    def Move(self,delta_x,delta_y):      #平移
        #delta_x>0左移，delta_x<0右移
        #delta_y>0上移，delta_y<0下移
        self.transform=np.array([[1,0,delta_x],[0,1,delta_y],[0,0,1]])

    def Zoom(self,factor):               #缩放
        #factor>1表示缩小；factor<1表示放大
        self.transform=np.array([[factor,0,0],[0,factor,0],[0,0,1]])

    def Horizontal(self):                #水平镜像
        self.transform=np.array([[1,0,0],[0,-1,self.cols-1],[0,0,1]])

    def Vertically(self):                #垂直镜像
        self.transform=np.array([[-1,0,self.rows-1],[0,1,0],[0,0,1]])

    def Rotate(self,beta):               #旋转
        #beta>0表示逆时针旋转；beta<0表示顺时针旋转
        self.transform=np.array([[math.cos(beta),-math.sin(beta),0],
                                 [math.sin(beta), math.cos(beta),0],
                                 [    0,              0,         1]])

    def Process(self):
        self.dst=np.zeros((self.rows,self.cols),dtype=np.uint8)
        for i in range(self.rows):
            for j in range(self.cols):
                src_pos=np.array([i-self.center[0],j-self.center[1],1])
                [x,y,z]=np.dot(self.transform,src_pos)
                x=int(x)+self.center[0]
                y=int(y)+self.center[1]

                if x>=self.rows or y>=self.cols or x<0 or y<0:
                    self.dst[i][j]=255
                else:
                    self.dst[i][j]=self.src[x][y]

if __name__=='__main__':
    src=cv2.imread('123.jpg',0)
    rows = src.shape[0]
    cols = src.shape[1]
    cv2.imshow('src', src)

    img=Img(src,rows,cols,[248,231])
    img.Zoom(0.5) #缩放
    img.Process()
    cv2.imshow('dst', img.dst)
    cv2.waitKey(0)

平移

import cv2
import math
import numpy as np

class Img:
    def __init__(self,image,rows,cols,center=[0,0]):
        self.src=image #原始图像
        self.rows=rows #原始图像的行
        self.cols=cols #原始图像的列
        self.center=center #旋转中心，默认是[0,0]

    def Move(self,delta_x,delta_y):      #平移
        #delta_x>0左移，delta_x<0右移
        #delta_y>0上移，delta_y<0下移
        self.transform=np.array([[1,0,delta_x],[0,1,delta_y],[0,0,1]])

    def Zoom(self,factor):               #缩放
        #factor>1表示缩小；factor<1表示放大
        self.transform=np.array([[factor,0,0],[0,factor,0],[0,0,1]])

    def Horizontal(self):                #水平镜像
        self.transform=np.array([[1,0,0],[0,-1,self.cols-1],[0,0,1]])

    def Vertically(self):                #垂直镜像
        self.transform=np.array([[-1,0,self.rows-1],[0,1,0],[0,0,1]])

    def Rotate(self,beta):               #旋转
        #beta>0表示逆时针旋转；beta<0表示顺时针旋转
        self.transform=np.array([[math.cos(beta),-math.sin(beta),0],
                                 [math.sin(beta), math.cos(beta),0],
                                 [    0,              0,         1]])

    def Process(self):
        self.dst=np.zeros((self.rows,self.cols),dtype=np.uint8)
        for i in range(self.rows):
            for j in range(self.cols):
                src_pos=np.array([i-self.center[0],j-self.center[1],1])
                [x,y,z]=np.dot(self.transform,src_pos)
                x=int(x)+self.center[0]
                y=int(y)+self.center[1]

                if x>=self.rows or y>=self.cols or x<0 or y<0:
                    self.dst[i][j]=255
                else:
                    self.dst[i][j]=self.src[x][y]

if __name__=='__main__':
    src=cv2.imread('123.jpg',0)
    rows = src.shape[0]
    cols = src.shape[1]
    cv2.imshow('src', src)

    img=Img(src,rows,cols,[248,231])
    img.Move(-30, -50)  # 平移
    img.Process()

    cv2.imshow('dst', img.dst)
    cv2.waitKey(0)

旋转

import cv2
import math
import numpy as np

class Img:
    def __init__(self,image,rows,cols,center=[0,0]):
        self.src=image #原始图像
        self.rows=rows #原始图像的行
        self.cols=cols #原始图像的列
        self.center=center #旋转中心，默认是[0,0]

    def Move(self,delta_x,delta_y):      #平移
        #delta_x>0左移，delta_x<0右移
        #delta_y>0上移，delta_y<0下移
        self.transform=np.array([[1,0,delta_x],[0,1,delta_y],[0,0,1]])

    def Zoom(self,factor):               #缩放
        #factor>1表示缩小；factor<1表示放大
        self.transform=np.array([[factor,0,0],[0,factor,0],[0,0,1]])

    def Horizontal(self):                #水平镜像
        self.transform=np.array([[1,0,0],[0,-1,self.cols-1],[0,0,1]])

    def Vertically(self):                #垂直镜像
        self.transform=np.array([[-1,0,self.rows-1],[0,1,0],[0,0,1]])

    def Rotate(self,beta):               #旋转
        #beta>0表示逆时针旋转；beta<0表示顺时针旋转
        self.transform=np.array([[math.cos(beta),-math.sin(beta),0],
                                 [math.sin(beta), math.cos(beta),0],
                                 [    0,              0,         1]])

    def Process(self):
        self.dst=np.zeros((self.rows,self.cols),dtype=np.uint8)
        for i in range(self.rows):
            for j in range(self.cols):
                src_pos=np.array([i-self.center[0],j-self.center[1],1])
                [x,y,z]=np.dot(self.transform,src_pos)
                x=int(x)+self.center[0]
                y=int(y)+self.center[1]

                if x>=self.rows or y>=self.cols or x<0 or y<0:
                    self.dst[i][j]=255
                else:
                    self.dst[i][j]=self.src[x][y]

if __name__=='__main__':
    src=cv2.imread('123.jpg',0)
    rows = src.shape[0]
    cols = src.shape[1]
    cv2.imshow('src', src)

    img=Img(src,rows,cols,[248,231])
    img.Rotate(-math.radians(180)) #旋转
    img.Process()
    cv2.imshow('dst', img.dst)
    cv2.waitKey(0)

后续

如果想了解更多物联网、智能家居项目知识，可以关注我的项目实战专栏。
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