OpenCV-Python学习（3）—— OpenCV 图像色彩空间转换

1. 学习目标

图像色彩空间；
函数说明与解释；
学习如何将图像从一个色彩空间转换到另一个，像BGR↔灰色，BGR↔HSV等；
学习 cv.cvtColor 函数的使用。

2. 常见色彩空间

3. 常见色彩空间说明

名称	说明
HSV	对计算机友好，区分各种色彩。
RGB	设备独立。
YCrCb	Y分量表示信息，CrCb可以被压缩。

RGB是计算机显示器的标准支持色彩系统。

4. 常见色彩空间取值范围

名称	范围
HSV	H：0-180；SV：0-255
RGB	0-255

5. 色彩空间转换注意事项

从一个色彩空间转换到另一个色彩空间，信息传递会损失；
从一个色彩空间转换到另一个色彩空间，过程可逆与不可逆。

6. 色彩空间转换函数 cv.cvtColor()

6.1 参数说明

代码语言：javascript复制

import cv2 as cv
cv.cvtColor(src, code[,dst[,dstCn]])

名称	说明
src	表示输入图像。
code	表示转换的类型。

6.2 注意

HSV的色相范围为[0,179]，饱和度范围为[0,255]，值范围为[0,255]。
OpenCV中有超过150种颜色空间转换方法。
最广泛使用的是BGR↔灰色和BGR↔HSV。
不同的软件使用不同的规模。
如果你要将OpenCV值和它们比较，你需要将这些范围标准化。

6.3 获取色彩空间的转换类型

获取代码

代码语言：javascript复制

import cv2 as cv

types = [i for i in dir(cv) if i.startswith('COLOR_')]
print(types)

部分类型截图

7. 代码演示

7.1 BGR↔HSV、BGR↔YCrCb

7.1.1 代码

彩色图像模式读取图片；
显示读取的原图；
使用 cv.cvtColor 将原图转换为 HSV 类型；
显示 HSV 类型图像；
使用 cv.cvtColor 将原图转换为 YCrCb 类型；
显示 YCrCb 类型图像。

代码语言：javascript复制

import cv2 as cv

def color_space_demo():
  img = cv.imread('./images/butterfly.jpg')
  cv.imshow('Original Image', img)
  hsv = cv.cvtColor(img, cv.COLOR_BGR2HSV)
  cv.imshow('HSV Image', hsv)
  ycrcb = cv.cvtColor(img, cv.COLOR_BGR2YCrCb)
  cv.imshow('YCrCb Image', ycrcb)
  cv.waitKey(0)
  cv.destroyAllWindows()

if __name__ == "__main__":
  color_space_demo()

7.1.2 结果

7.2 色彩空间转换不可逆实例

7.2.1 代码

彩色图像模式读取图片；
显示读取的原图；
使用 cv.cvtColor 将原图转换为 GRAY 类型；
显示 GRAY 类型图像；
使用 cv.cvtColor 将第三步转换的图片逆转为 BGR；
显示逆转的 BGR 类型图像；

代码语言：javascript复制

import cv2 as cv

def irreversible_demo():
  img = cv.imread('./images/butterfly.jpg')
  cv.imshow('Original Image', img)
  gray = cv.cvtColor(img, cv.COLOR_BGR2GRAY)
  cv.imshow('BGR2GRAY Image', gray)
  # 逆转原图
  gray2bgr = cv.cvtColor(gray, cv.COLOR_GRAY2BGR)
  cv.imshow('GRAY2BGR Image', gray2bgr)
  cv.waitKey(0)
  cv.destroyAllWindows()

if __name__ == "__main__":
  irreversible_demo()

7.2.2 结果

7.2.3 注意

BGR↔GRAY将三通道彩色图像转换为了单通道灰度图像，信息传递存在损失。
当三通道彩色图像转换为了单通道灰度图像，信息损失，不可逆转为三通道彩色图像。

7.3 色彩空间转换可逆实例

7.3.1 代码

彩色图像模式读取图片；
显示读取的原图；
使用 cv.cvtColor 将原图转换为 HSV 类型；
显示 HSV 类型图像；
使用 cv.cvtColor 将第三步转换的图片逆转为 BGR；
显示逆转的 BGR 类型图像；

代码语言：javascript复制

import cv2 as cv

def reversible_demo():
  img = cv.imread('./images/butterfly.jpg')
  cv.imshow('Original Image', img)
  hsv = cv.cvtColor(img, cv.COLOR_BGR2HSV)
  cv.imshow('BGR2HSV Image', hsv)
  # 逆转原图
  hsv2bgr = cv.cvtColor(hsv, cv.COLOR_HSV2BGR)
  cv.imshow('HSV2BGR Image', hsv2bgr)
  cv.waitKey(0)
  cv.destroyAllWindows()

if __name__ == "__main__":
  reversible_demo()

7.3.2 结果

8. 总结

从一个色彩空间转换到另一个色彩空间，信息传递会损失；
从一个色彩空间转换到另一个色彩空间，过程可逆与不可逆。
HSV的色相范围为[0,179]，饱和度范围为[0,255]，值范围为[0,255]。
OpenCV中有超过150种颜色空间转换方法。
最广泛使用的是BGR↔灰色和BGR↔HSV。
不同的软件使用不同的规模。
如果你要将OpenCV值和它们比较，你需要将这些范围标准化。

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