如何使用 Python OpenCV 將灰度圖像轉換為熱圖圖像

Question

我有一個(540, 960, 1)形狀的圖像，其值范圍為[0..255] ，即黑白。 我需要將其轉換為“熱圖”表示。 例如， 255像素的熱量最高， 0像素的熱量最低。 其他介於兩者之間。 我還需要將熱圖作為 Numpy 數組返回，以便稍后將它們合並到視頻中。 有沒有辦法實現這一目標？

Answer 1

這里有兩種方法，一種使用 Matplotlib，一種僅使用 OpenCV

方法#1： OpenCV + matplotlib.pyplot.get_cmap

為了實現灰度（1 通道） ->熱圖（3 通道）轉換，我們首先將圖像作為灰度加載。 默認情況下，OpenCV 以 3 通道、8 位 BGR 的形式讀取圖像。 我們可以使用帶有cv2.IMREAD_GRAYSCALE參數的cv2.imread()直接將圖像加載為灰度圖像，或者使用cv2.cvtColor()將 BGR 圖像轉換為帶有cv2.COLOR_BGR2GRAY參數的灰度圖像。 加載圖像后，我們將這個灰度圖像放入 Matplotlib 以獲得我們的熱圖圖像。 Matplotlib 返回 RGB 格式，因此我們必須轉換回 Numpy 格式並切換到 BGR 色彩空間以與 OpenCV 一起使用。 這是一個使用科學紅外攝像機圖像作為inferno顏色圖輸入的示例。 請參閱在 Matplotlib 中選擇顏色圖以了解可用的內置顏色圖，具體取決於您所需的用例。

輸入圖像：

輸出熱圖圖像：

代碼

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import cv2

image = cv2.imread('frame.png', 0)
colormap = plt.get_cmap('inferno')
heatmap = (colormap(image) * 2**16).astype(np.uint16)[:,:,:3]
heatmap = cv2.cvtColor(heatmap, cv2.COLOR_RGB2BGR)

cv2.imshow('image', image)
cv2.imshow('heatmap', heatmap)
cv2.waitKey()

方法#2： cv2.applyColorMap()

我們可以使用 OpenCV 的內置熱圖函數。 這是使用cv2.COLORMAP_HOT熱圖的結果

代碼

import cv2

image = cv2.imread('frame.png', 0)
heatmap = cv2.applyColorMap(image, cv2.COLORMAP_HOT)

cv2.imshow('heatmap', heatmap)
cv2.waitKey()

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注意：雖然 OpenCV 的內置實現簡短快捷，但我建議使用方法 #1，因為有更大的顏色圖選擇。 Matplotlib 有數百種不同的顏色圖，並允許您創建自己的自定義顏色圖，而 OpenCV 只有 12 個可供選擇。 這是內置的 OpenCV 顏色圖選擇：

Answer 2

您需要將圖像轉換為適當的灰度表示。 這可以通過幾種方式完成，特別是使用imread(filename, cv2.IMREAD_GRAYSCALE) 。 這將圖像的形狀減少到(54,960) （提示，沒有三維）。