OpenCV 图像旋转

在学习 OpenCV 和 Matplotlib 处理图像时,遇到了一些关于 cv2.imread()cv2.getRotationMatrix2D()plt.imshow() 的问题:

复制代码
import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

img = cv2.imread('img2.png', 1)  # 读取彩色图像(BGR格式)
rows, cols = img.shape[:2]  # 获取图像高度和宽度

# 计算旋转变换矩阵
M = cv2.getRotationMatrix2D((cols/2, rows/2), 45, 1)

# 进行仿射变换并填充空白区域为白色
dst = cv2.warpAffine(img, M, (cols, rows), borderValue=(255,255,255))

# 显示原图和旋转后的图像(OpenCV方式)
while(1):
    cv2.imshow('img', img)
    cv2.imshow('img1', dst)
    if cv2.waitKey(1) & 0xFF == 27:  # 按 ESC 退出
        break
cv2.destroyAllWindows()

# 使用 Matplotlib 显示(转换 BGR → RGB)
plt.imshow(img[:, :, ::-1])  # OpenCV 读取的 BGR 转换为 RGB
plt.show()

问题与解答

1. cv2.imread('img2.png', 1) 里的 1 代表什么?
  • cv2.imread() 读取图像时,1 代表 以彩色模式(BGR) 读取图像,忽略透明度通道。
  • 0 表示灰度模式,-1 表示保留透明度。

正确用法:

复制代码
img = cv2.imread('img2.png', cv2.IMREAD_COLOR)  # 与 cv2.imread('img2.png', 1) 等效

2. rows, cols = img.shape[:2] 为什么 img.shape 是三维的还能切片?
  • img.shape 结构是 (height, width, channels)
  • img.shape[:2] 只取 heightwidth,忽略通道数(channels)。
  • 因为 cv2.getRotationMatrix2D() 只需要高度和宽度,所以这样写是合理的。

正确理解:

复制代码
h, w = img.shape[:2]  # 取出高度和宽度,不包括通道数

3. cv2.getRotationMatrix2D((cols/2, rows/2), 45, 1) 里的参数是什么意思?
复制代码
M = cv2.getRotationMatrix2D((cols/2, rows/2), 45, 1)
参数 作用
(cols/2, rows/2) 旋转中心,这里是图像中心
45 旋转角度正值表示逆时针旋转,负值表示顺时针
1 缩放因子1 表示不缩放,<1 缩小,>1 放大

缩放因子 scale 只影响大小,不影响旋转方向

如果想绕左上角旋转:

复制代码
M = cv2.getRotationMatrix2D((0, 0), 45, 1)  # 旋转中心改为左上角

4. cv2.warpAffine(img, M, (cols, rows), borderValue=(255,255,255)) 是做什么的?
  • cv2.warpAffine() 用于 应用仿射变换(如旋转、缩放)。
  • borderValue=(255,255,255) 指定 填充空白区域为白色(默认是黑色)。

示例

复制代码
dst = cv2.warpAffine(img, M, (cols, rows), borderValue=(255,255,255))

5. 为什么 img = cv2.imread("1.jpg")[::-1] 不能转换 BGR → RGB?
  • [::-1] 只是翻转行数(上下翻转),不会改变通道顺序。

  • 正确的 BGR → RGB 方法

    复制代码
    img = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2RGB)  # 推荐方法

    或者:

    复制代码
    img = img[:, :, ::-1]  # 交换 BGR → RGB

示例

复制代码
img = cv2.imread("1.jpg")
img_rgb = img[:, :, ::-1]  # 颜色通道反转
plt.imshow(img_rgb)
plt.show()

6. 为什么 plt.imshow(range) 会报错?
  • range 只是整数序列 ,不是 NumPy 数组,Matplotlib 不知道如何绘制它
  • 需要转换成 NumPy 数组,并 reshape 成合适的形状。

正确方法

复制代码
import numpy as np
plt.imshow(np.array(range(100)).reshape(10,10))  # 转换并 reshape 成 2D 图像
plt.show()

7. plt.imshow(img) 之后为什么还要 plt.show()
  • plt.imshow(img) 只是创建图像对象,但不会自动显示。
  • plt.show() 才会真正渲染和显示图像

单张图片

复制代码
plt.imshow(img)
plt.show()  # 需要调用 plt.show() 才会显示

多张图片(需要分别 plt.show()

复制代码
plt.imshow(img1)
plt.show()

plt.imshow(img2)
plt.show()  # 否则 img2 会覆盖 img1

多张图片同一窗口(用 subplot

复制代码
plt.subplot(1, 2, 1)
plt.imshow(img1)
plt.subplot(1, 2, 2)
plt.imshow(img2)
plt.show()  # 只调用一次 plt.show()
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