将NumPy数组转换为OpenCV数组

Question

我想将一个表示黑白图像的2D Numpy数组转换为一个3通道的OpenCV数组（即RGB图像）。

根据代码示例和文档，我试图通过Python实现以下操作：

import numpy as np, cv
vis = np.zeros((384, 836), np.uint32)
h,w = vis.shape
vis2 = cv.CreateMat(h, w, cv.CV_32FC3)
cv.CvtColor(vis, vis2, cv.CV_GRAY2BGR)

然而，对CvtColor()的调用会抛出以下cpp级别的异常：

OpenCV Error: Image step is wrong () in cvSetData, file /build/buildd/opencv-2.1.0/src/cxcore/cxarray.cpp, line 902
terminate called after throwing an instance of 'cv::Exception'
  what():  /build/buildd/opencv-2.1.0/src/cxcore/cxarray.cpp:902: error: (-13)  in function cvSetData

Aborted

我做错了什么？

- Cerin

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从CvtColor的文档中可以看到：“src-源图像，8位无符号，16位无符号（CV_16UC...）或单精度浮点数”。我注意到你的numpy数组是np.uint32。这可能解释了OpenCV错误：cvSetData中的图像步骤错误()。我注意到代码示例使用了不同的数据类型：请参见vis = np.zeros((max(h1, h2), w1+w2), np.uint8)。 - Steven Rumbalski

Answer 1

你的代码可以按照以下方式修复：

import numpy as np, cv
vis = np.zeros((384, 836), np.float32)
h,w = vis.shape
vis2 = cv.CreateMat(h, w, cv.CV_32FC3)
vis0 = cv.fromarray(vis)
cv.CvtColor(vis0, vis2, cv.CV_GRAY2BGR)

简要说明:

1. OpenCV不支持np.uint32数据类型（它支持uint8、int8、uint16、int16、int32、float32和float64）。
2. cv.CvtColor无法处理numpy数组，因此两个参数都必须转换为OpenCV类型。cv.fromarray完成这个转换。
3. cv.CvtColor的两个参数必须具有相同的深度。所以我已经将源类型更改为32位浮点数以匹配目标类型。

此外，我建议您使用更新的OpenCV Python API，因为它将numpy数组作为主要数据类型：

import numpy as np, cv2
vis = np.zeros((384, 836), np.float32)
vis2 = cv2.cvtColor(vis, cv2.COLOR_GRAY2BGR)

- Andrey Kamaev

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只需更新OpenCV的新版本，就不再需要进行此类转换，因为OpenCV数组是NumPy数组。 - Chris Tang

Answer 2

这是对我有效的解决方案...

import cv2
import numpy as np

#Created an image (really an ndarray) with three channels 
new_image = np.ndarray((3, num_rows, num_cols), dtype=int)

#Did manipulations for my project where my array values went way over 255
#Eventually returned numbers to between 0 and 255

#Converted the datatype to np.uint8
new_image = new_image.astype(np.uint8)

#Separated the channels in my new image
new_image_red, new_image_green, new_image_blue = new_image

#Stacked the channels
new_rgb = np.dstack([new_image_red, new_image_green, new_image_blue])

#Displayed the image
cv2.imshow("WindowNameHere", new_rgbrgb)
cv2.waitKey(0)

- Mel

Answer 3

最简单的解决方案是使用Pillow库：

from PIL import Image

image = Image.fromarray(<your_numpy_array>.astype(np.uint8))

你可以将其用作图像。

- mktplus

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OP要求将表示黑白图像的2D Numpy数组转换为3通道OpenCV数组。您的解决方案并未回答该问题。 - Eljas Hyyrynen