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2025-07-10 13:37:35

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前面一篇文章我讲解了常见的图像特效处理——毛玻璃、浮雕和油漆特效,本篇文章继续分享素描特效、怀旧特效、光照特效、流年特效以及滤镜特效。代码通过Python和OpenCV实现,基础性文章,希望对你有所帮助,一起加油喔~

1.图像素描特效

2.图像怀旧特效

3.图像光照特效

4.图像流年特效

5.图像滤镜特效

6.本文小结

该系列在github所有源代码:

https://github.com/eastmountyxz/ImageProcessing-Python

PS:请求帮忙点个Star,哈哈,第一次使用Github,以后会分享更多代码,一起加油。

前文参考:

[Python图像处理] 一.图像处理基础知识及OpenCV入门函数

[Python图像处理] 二.OpenCV+Numpy库读取与修改像素

[Python图像处理] 三.获取图像属性、兴趣ROI区域及通道处理

[Python图像处理] 四.图像平滑之均值滤波、方框滤波、高斯滤波及中值滤波

[Python图像处理] 五.图像融合、加法运算及图像类型转换

[Python图像处理] 六.图像缩放、图像旋转、图像翻转与图像平移

[Python图像处理] 七.图像阈值化处理及算法对比

[Python图像处理] 八.图像腐蚀与图像膨胀

[Python图像处理] 九.形态学之图像开运算、闭运算、梯度运算

[Python图像处理] 十.形态学之图像顶帽运算和黑帽运算

[Python图像处理] 十一.灰度直方图概念及OpenCV绘制直方图

[Python图像处理] 十二.图像几何变换之图像仿射变换、图像透视变换和图像校正

[Python图像处理] 十三.基于灰度三维图的图像顶帽运算和黑帽运算

[Python图像处理] 十四.基于OpenCV和像素处理的图像灰度化处理

[Python图像处理] 十五.图像的灰度线性变换

[Python图像处理] 十六.图像的灰度非线性变换之对数变换、伽马变换

[Python图像处理] 十七.图像锐化与边缘检测之Roberts算子、Prewitt算子、Sobel算子和Laplacian算

[Python图像处理] 十八.图像锐化与边缘检测之Scharr算子、Canny算子和LOG算子

[Python图像处理] 十九.图像分割之基于K-Means聚类的区域分割

[Python图像处理] 二十.图像量化处理和采样处理及局部马赛克特效

[Python图像处理] 二十一.图像金字塔之图像向下取样和向上取样

[Python图像处理] 二十二.Python图像傅里叶变换原理及实现

[Python图像处理] 二十三.傅里叶变换之高通滤波和低通滤波

[Python图像处理] 二十四.图像特效处理之毛玻璃、浮雕和油漆特效

[Python图像处理] 二十五.图像特效处理之素描、怀旧、光照、流年以及滤镜特效

一.图像素描特效

图像素描特效会将图像的边界都凸显出来,通过边缘检测及阈值化处理能实现该功能。一幅图像的内部都具有相似性,而在图像边界处具有明显的差异,边缘检测利用数学中的求导来扩大这种变化。但是求导过程中会增大图像的噪声,所以边缘检测之前引入了高斯滤波降噪处理。本文的图像素描特效主要经过以下几个步骤:

调用cv2.cvtColor()函数将彩色图像灰度化处理;

通过cv2.GaussianBlur()函数实现高斯滤波降噪;

边缘检测采用Canny算子实现;

最后通过cv2.threshold()反二进制阈值化处理实现素描特效。

其运行代码如下所示。

#coding:utf-8

import cv2

import numpy as np

#读取原始图像

img = cv2.imread('scenery.png')

#图像灰度处理

gray = cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2GRAY)

#高斯滤波降噪

gaussian = cv2.GaussianBlur(gray, (5,5), 0)

#Canny算子

canny = cv2.Canny(gaussian, 50, 150)

#阈值化处理

ret, result = cv2.threshold(canny, 100, 255, cv2.THRESH_BINARY_INV)

#显示图像

cv2.imshow('src', img)

cv2.imshow('result', result)

cv2.waitKey()

cv2.destroyAllWindows()

最终输出结果如下图所示,它将彩色图像素描处理。原图是作者去年九月份拍摄于喀纳斯,真的很美~

图像的素描特效有很多种方法,本文仅提供了一种方法,主要提取的是图像的边缘轮廓,还有很多更精细的素描特效方法,提取的轮廓更为清晰,如下图所示。希望读者能自行扩展相关算法知识,并实现对应的效果。

二.图像怀旧特效

图像怀旧特效是指图像经历岁月的昏暗效果,如图所示,左边“src”为原始图像,右边“dst”为怀旧特效图像。

怀旧特效是将图像的RGB三个分量分别按照一定比例进行处理的结果,其怀旧公式如下所示:

Python实现代码主要通过双层循环遍历图像的各像素点,再结合该公式计算各颜色通道的像素值,最终生成如图所示的效果,其完整代码如下。

#coding:utf-8

import cv2

import numpy as np

#读取原始图像

img = cv2.imread('nana.png')

#获取图像行和列

rows, cols = img.shape[:2]

#新建目标图像

dst = np.zeros((rows, cols, 3), dtype="uint8")

#图像怀旧特效

for i in range(rows):

for j in range(cols):

B = 0.272*img[i,j][2] + 0.534*img[i,j][1] + 0.131*img[i,j][0]

G = 0.349*img[i,j][2] + 0.686*img[i,j][1] + 0.168*img[i,j][0]

R = 0.393*img[i,j][2] + 0.769*img[i,j][1] + 0.189*img[i,j][0]

if B>255:

B = 255

if G>255:

G = 255

if R>255:

R = 255

dst[i,j] = np.uint8((B, G, R))

#显示图像

cv2.imshow('src', img)

cv2.imshow('dst', dst)

cv2.waitKey()

cv2.destroyAllWindows()

三.图像光照特效

图像光照特效是指图像存在一个类似于灯光的光晕特效,图像像素值围绕光照中心点呈圆形范围内的增强。如下图所示,该图像的中心点为(192,192),光照特效之后中心圆范围内的像素增强了200。

Python实现代码主要是通过双层循环遍历图像的各像素点,寻找图像的中心点,再通过计算当前点到光照中心的距离(平面坐标系中两点之间的距离),判断该距离与图像中心圆半径的大小关系,中心圆范围内的图像灰度值增强,范围外的图像灰度值保留,并结合边界范围判断生成最终的光照效果。

#coding:utf-8

import cv2

import math

import numpy as np

#读取原始图像

img = cv2.imread('scenery.png')

#获取图像行和列

rows, cols = img.shape[:2]

#设置中心点

centerX = rows / 2

centerY = cols / 2

print centerX, centerY

radius = min(centerX, centerY)

print radius

#设置光照强度

strength = 200

#新建目标图像

dst = np.zeros((rows, cols, 3), dtype="uint8")

#图像光照特效

for i in range(rows):

for j in range(cols):

#计算当前点到光照中心距离(平面坐标系中两点之间的距离)

distance = math.pow((centerY-j), 2) + math.pow((centerX-i), 2)

#获取原始图像

B = img[i,j][0]

G = img[i,j][1]

R = img[i,j][2]

if (distance < radius * radius):

#按照距离大小计算增强的光照值

result = (int)(strength*( 1.0 - math.sqrt(distance) / radius ))

B = img[i,j][0] + result

G = img[i,j][1] + result

R = img[i,j][2] + result

#判断边界 防止越界

B = min(255, max(0, B))

G = min(255, max(0, G))

R = min(255, max(0, R))

dst[i,j] = np.uint8((B, G, R))

else:

dst[i,j] = np.uint8((B, G, R))

#显示图像

cv2.imshow('src', img)

cv2.imshow('dst', dst)

cv2.waitKey()

cv2.destroyAllWindows()

四.图像流年特效

流年是用来形容如水般流逝的光阴或年华,图像处理中特指将原图像转换为具有时代感或岁月沉淀的特效,其效果如图所示。

Python实现代码如下,它将原始图像的蓝色(B)通道的像素值开根号,再乘以一个权重参数,产生最终的流年效果。

#coding:utf-8

import cv2

import math

import numpy as np

#读取原始图像

img = cv2.imread('scenery.png')

#获取图像行和列

rows, cols = img.shape[:2]

#新建目标图像

dst = np.zeros((rows, cols, 3), dtype="uint8")

#图像流年特效

for i in range(rows):

for j in range(cols):

#B通道的数值开平方乘以参数12

B = math.sqrt(img[i,j][0]) * 12

G = img[i,j][1]

R = img[i,j][2]

if B>255:

B = 255

dst[i,j] = np.uint8((B, G, R))

#显示图像

cv2.imshow('src', img)

cv2.imshow('dst', dst)

cv2.waitKey()

cv2.destroyAllWindows()

五.图像滤镜特效

滤镜主要是用来实现图像的各种特殊效果,它在Photoshop中具有非常神奇的作用。滤镜通常需要同通道、图层等联合使用,才能取得最佳艺术效果。本小节将讲述一种基于颜色查找表(Look up Table)的滤镜处理方法,它通过将每一个原始颜色进行转换之后得到新的颜色。比如,原始图像的某像素点为红色(R-255, G-0, B-0),进行转换之后变为绿色(R-0, G-255, B-0),之后所有是红色的地方都会被自动转换为绿色,而颜色查找表就是将所有的颜色进行一次(矩阵)转换,很多的滤镜功能就是提供了这么一个转换的矩阵,在原始色彩的基础上进行颜色的转换。

假设现在存在一张新的滤镜颜色查找表,如图所示,它是一张512×512大小,包含各像素颜色分布的图像。下面这张图片另存为本地,即可直接用于图像滤镜处理。

滤镜特效实现的Python代码如下所示,它通过自定义getBRG()函数获取颜色查找表中映射的滤镜颜色,再依次循环替换各颜色。

#coding:utf-8

import cv2

import numpy as np

#获取滤镜颜色

def getBGR(img, table, i, j):

#获取图像颜色

b, g, r = img[i][j]

#计算标准颜色表中颜色的位置坐标

x = int(g/4 + int(b/32) * 64)

y = int(r/4 + int((b%32) / 4) * 64)

#返回滤镜颜色表中对应的颜色

return lj_map[x][y]

#读取原始图像

img = cv2.imread('scenery.png')

lj_map = cv2.imread('table.png')

#获取图像行和列

rows, cols = img.shape[:2]

#新建目标图像

dst = np.zeros((rows, cols, 3), dtype="uint8")

#循环设置滤镜颜色

for i in range(rows):

for j in range(cols):

dst[i][j] = getBGR(img, lj_map, i, j)

#显示图像

cv2.imshow('src', img)

cv2.imshow('dst', dst)

cv2.waitKey()

cv2.destroyAllWindows()

滤镜特效的运行结果如图所示,其中左边“src”为原始风景图像,右边“dst”为滤镜处理后的图像,其颜色变得更为鲜艳,对比度更强。

六.本文小结

本篇文章主要讲解了图像常见的特效处理,从处理效果图、算法原理、代码实现三个步骤进行详细讲解,涉及图像素描特效、怀旧特效、光照特效、流年特效、图像滤镜等,这些知识点将为读者从事Python图像处理相关项目实践或科学研究提供一定基础。

感恩能与大家在华为云遇见! 希望能与大家一起在华为云社区共同成长,原文地址:https://blog.csdn.net/Eastmount/article/details/99566969 (By:娜璋之家 Eastmount 2021-08-22 夜于贵阳)

参考文献:

《数字图像处理》(第3版),冈萨雷斯著,阮秋琦译,电子工业出版社,2013年.

《数字图像处理学》(第3版),阮秋琦,电子工业出版社,2008年,北京.

《OpenCV3编程入门》,毛星云,冷雪飞,电子工业出版社,2015,北京.

Eastmount - [Android] 通过Menu实现图片怀旧、浮雕、模糊、光照和素描效果

使用python和opencv将图片转化为素描图-python代码解析

謝灰灰在找胡蘿蔔. IOS开发--使用lookup table为图片添加滤镜

百度百科. 滤镜