从 float64 到 uint8 的有损转换答案

【问题标题】：Lossy conversion from float64 to uint8从 float64 到 uint8 的有损转换
【发布时间】：2023-03-20 15:40:01
【问题描述】：

代码来自https://www.makeartwithpython.com/blog/visualizing-sort-algorithms-in-python/

from imageio import imsave

import numpy as np

newImage = np.random.randint(0, 255, (300, 300, 3))

in_hsv_h = color.convert_colorspace(newImage, 'RGB', 'HSV')
in_hsv_s = in_hsv_h.copy()
in_hsv_v = in_hsv_h.copy()

for i in range(newImage.shape[0]):
    in_hsv_h[i,:,0] = np.sort(in_hsv_h[i,:,0])
    in_hsv_s[i,:,1] = np.sort(in_hsv_s[i,:,1])
    in_hsv_v[i,:,2] = np.sort(in_hsv_v[i,:,2])

imsave('testing-sorted-hue.png', color.convert_colorspace(in_hsv_h, 'HSV', 'RGB'))
imsave('testing-sorted-saturation.png', color.convert_colorspace(in_hsv_s, 'HSV', 'RGB'))

Lossy conversion from float64 to uint8. Range [0, 1]. Convert image to uint8 prior to saving to suppress this warning.

还是很缺乏经验，有什么快速解决这个问题的方法吗？

【问题讨论】：

标签： python rgb hsv

【解决方案1】：

警告是不言自明的：color.convert_colorspace(in_hsv_h, 'HSV', 'RGB') 的类型为 float64，而 imsave，将元素转换为 uint8。

PNG 图像的像素，每个组件存储为一个字节（红色一个字节，绿色一个字节，蓝色一个字节）。
每个分量都是 [0, 255] 范围内的整数值（类型 uint8）。

color.convert_colorspace 的输出是float64，每个颜色分量在float64 类型的范围[0, 1] 内（在内存中存储为64 位，比uint8 精确得多）。

从float64 range [0, 1] 到 uint8 range [0, 255] 的转换执行如下：uint8_val = round(float64_val*255)。
舍入操作会丢失一些数据（例如：如果 float64_val*255 = 132.658，则结果舍入为 133）。

在保存之前将图像转换为 uint8 以抑制此警告

告诉您在保存之前将图像元素转换为uint8。

解决方案很简单。
乘以 255，然后加上 .astype(np.uint8)。

imsave('testing-sorted-hue.png', (color.convert_colorspace(in_hsv_h, 'HSV', 'RGB')*255).astype(np.uint8))

为了让您的代码正常工作，您还应该在构建newImage 时添加.astype(np.uint8)：

newImage = np.random.randint(0, 255, (300, 300, 3)).astype(np.uint8)

完整代码：

from imageio import imsave
from skimage import color

import numpy as np

newImage = np.random.randint(0, 255, (300, 300, 3)).astype(np.uint8)


in_hsv_h = color.convert_colorspace(newImage, 'RGB', 'HSV')
in_hsv_s = in_hsv_h.copy()
in_hsv_v = in_hsv_h.copy()

for i in range(newImage.shape[0]):
    in_hsv_h[i,:,0] = np.sort(in_hsv_h[i,:,0])
    in_hsv_s[i,:,1] = np.sort(in_hsv_s[i,:,1])
    in_hsv_v[i,:,2] = np.sort(in_hsv_v[i,:,2])

imsave('testing-sorted-hue.png', (color.convert_colorspace(in_hsv_h, 'HSV', 'RGB')*255).astype(np.uint8))
imsave('testing-sorted-saturation.png', (color.convert_colorspace(in_hsv_s, 'HSV', 'RGB')*255).astype(np.uint8))

备注：
makeartwithpython 中的示例使用from imageio import imsave 而不是from scipy.misc import imsave，并且站点中的示例工作正常。

注意：
我没有很多Python编程经验，请谨慎回答。

【讨论】：

【解决方案2】：

没有理由使用imageio 库来保存您的图像，因为您已经使用了skimage 库中的skimage.color 模块。您可以继续使用skimage 以使用skimage.save 保存图像。

此外，警告本身（“从 float64 到 uint8 的有损转换。范围 [0, 1]。在保存之前将图像转换为 uint8 以抑制此警告。”）来自 skimage 库。

出现此警告是因为图像的 dtype 在保存过程中从原始“float64”更改为“uint8”。

print(color.convert_colorspace(in_hsv_h, 'HSV', 'RGB').dtype) float64

但保存图像会将 dtype 更改为“uint8”：

from skimage import io io.imread('testing-sorted-hue.png').dtype dtype('uint8')

要抑制警告，您需要在保存之前更改图像的 dtype。 Skimage 提供了实用函数img_as_ubyte 来做到这一点：

in_hsv_h = color.convert_colorspace(in_hsv_h, 'HSV', 'RGB') print('dtype before:', in_hsv_h.dtype) dtype before: float64

from skimage.util import img_as_ubyte in_hsv_h=img_as_ubyte(in_hsv_h) print('dtype after: ', in_hsv_h.dtype) dtype after: uint8

Skimage 库警告不要使用 astype 更改图像的 dtype。

【讨论】：