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Python与OpenCV的数据类型之坑：图像显示异常的解决方案

在用Python的numpy和OpenCV处理图像数据时，数据类型的选择往往是一个容易被忽视但却影响极大的关键因素。很多时候，我们会发现图像在显示时出现各种奇怪的现象，但当我们将图像保存为常规格式（如.jpg或.png）时，却能正常显示。这看似矛盾的现象，其实是由数据类型不当带来的。

以下是一段典型的代码示例：

import numpy as np
import cv2
w = 800
h = 600
img = cv2.imread("./images/image82.jpg")
blank = np.zeros((800, 600, 3))
blank[0] = img[0]
blank[1] = img[1]
blank[2] = img[2]
cv2.imshow("window", blank)
cv2.waitKey(0)

问题描述

运行上述代码，你可能会发现以下现象：

为什么会出现这样的情况？其实，这是因为OpenCV的imread函数默认读取图像为8位的无符号整数类型（unsigned int）。而在numpy中，整数类型的默认大小是4字节（int32），这会导致数据在类型转换过程中出现问题。

数据类型的重要性

在numpy中，数组的数据类型会直接影响数据的存储和处理方式。OpenCV图像的数据类型通常是uint8（8位无符号整数），每个像素占用1字节的空间。如果使用默认的int32类型，会导致每个像素占用4字节，这样图像的实际数据量会增加至原来的4倍，导致图像信息被压缩或丢失。

为了解决这个问题，我们需要确保在创建numpy数组时，数据类型与OpenCV图像的数据类型一致。具体来说，我们需要将numpy数组的类型设置为uint8。

解决方案

将上述代码中的np.zeros函数的类型参数添加为dtype=np.uint8，即可解决问题：

import numpy as np
import cv2
w = 800
h = 600
img = cv2.imread("./images/image82.jpg")
blank = np.zeros((800, 600, 3), dtype=np.uint8)
blank[0] = img[0]
blank[1] = img[1]
blank[2] = img[2]
cv2.imshow("window", blank)
cv2.waitKey(0)

总结经验

在处理OpenCV图像时，始终记住数据类型的选择至关重要。确保numpy数组的类型与OpenCV图像的数据类型一致（即uint8），可以避免许多显示异常的问题。

如果你在直接处理图像数据时不需要显示图像，而是需要将其保存为文件（如.jpg或.png），那么不需要特别设置数据类型，直接使用默认的uint8类型即可。以下是一个保存图像的示例代码：

import numpy as np
import cv2
w = 800
h = 600
img = cv2.imread("./images/image82.jpg")
blank = np.zeros((800, 600, 3))
blank[0] = img[0]
blank[1] = img[1]
blank[2] = img[2]
cv2.imwrite("./images/result.jpg", blank)

保存后的图片文件在文件系统中可以正常查看，且未经处理的数据类型不会对图像质量产生影响。这进一步证明了数据类型的选择对显示与保存的影响不同。

希望这篇文章能帮助你更好地理解OpenCV与numpy在图像处理中的数据类型问题。如果你有更多疑问，欢迎在评论区留言！

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