Python：浮点图像/matlab 的 im2double 的替代品？答案

【问题标题】：Python: Floating Point images / alternative to matlab's im2double?Python：浮点图像/matlab 的 im2double 的替代品？
【发布时间】：2011-07-18 23:05:19
【问题描述】：

我正在尝试将一些 matlab 代码转换为 python，而 im2double 函数给我带来了麻烦。它需要一个图像并返回一个矩阵，其中像素使用双精度而不是整数。

目前我正在使用 PIL 处理我的图像。它有一个convert 方法，可以将'F' 作为参数，但它所做的只是将整数值255 转换为255.0。据我所知没用。

我遇到的问题是我正在做一些图像处理，然后必须保存它们。我可以标准化我的值，使它们落入 0-255 范围内，但我失去了一些精度。它足够小，通常不重要，但在这里，它确实如此。

我尝试过使用“tiff”文件格式，但效果不佳。虽然我可以对其进行写入/读取，但我得到的结果不是正确的，我目前只能将像素转换为 255，这会导致精度损失，正如我之前所说。我还尝试了这种'SPIDER' 文件格式的东西，我之前在谷歌上找到了 PIL 支持的东西，尽管我无法在编辑器上打开图像来检查它是如何做的。

【问题讨论】：

为了最终写出像素，您必须转换为 0-255 范围，不是吗？
是的，但我希望我只需要这样做，因为我现在没有合适的文件格式可以使用。例如，您实际上可以在 matlab 上做一个im.show(floating_point_image) 而无需转换它。
您的计算机只有红色、绿色和蓝色的范围 0-255。它根本无法显示更多细节。
真的吗？并不是我怀疑你，而是我真的很惊讶，因为我正在阅读的代码中有一些存储在 .mat 文件中的颜色数据，其精度大于 1/255。例如，我看不到从 .mat 文件生成的图片和转换为黑白的彩色图像的区别，但是加载原始值并对其进行操作，我可以用代码显示实际上存在差异在某些像素的图像中。所以，换句话说，为了存储这个显着差异，我不能使用图像，尽管代码对此有用？嗯。很奇怪。
另外，像 exr 或 rgbe 这样的文件格式呢？

标签： python image matlab image-processing python-imaging-library

【解决方案1】：

在 Python 中正确执行此操作的方法是使用 Numpy。您可以通过PIL into numpy 数组读取图像。此时，您可以通过 numpy/scipy 使用各种类似 Matlab 的矩阵运算。更改数组的精度只是通过 numpy.xml 切换数组数据类型的问题。最近releases 的 PIL 包含来自 Travis Oliphant 的补丁，让您无需额外的黑客攻击即可做到这一点。

使用浮点 TIFF 可以在不损失精度的情况下将数据保存为更常见的可读图像格式。我使用GDAL library 来连接多个图像格式的写入器/读取器。如果你想要无损压缩 TIFF 也可以使用 zlib 进行压缩。

【讨论】：

如果我正确理解发生了什么，OP 可能希望将他的源 .mat 直接读入 numpy 数组，在那里他可以在不显着损失精度的情况下执行操作，然后输出到 PIL。
我已经在使用 ndarrays。问题是，一旦 PIL 读取图像，我就会失去精度，因为它将信息转换为 0-255。我可以使用scipy.io 轻松加载 .mat 文件。这将是“正确”的唯一方法是如果没有办法从像上面建议的@Winston Ewert 这样的“jpg”图像中获得更高的精度。那么这意味着我只能从非图像文件中获取必要的信息。
@idontlikeyourmatlab，如果它已经在 jpeg 文件中，则精度已经丢失。事实上，由于 jpeg 是有损的，你已经遭受了相当大的精度损失。
@Winston Ewert 我想可能是这样。我会暂时保持打开状态，以防有人有更有用的答案。
来自图像处理领域，我避免像瘟疫一样将真实数据存储在 JPEG 中，除非证明保真度损失是目的。您可以将 TIFF 文件保存在浮点中 - 我通常为此使用 GDAL（请参阅修改后的答案）。