图像帧的强度值在转换为视频后发生变化

Question

我正在使用 openCV 创建特定模式的视频。我的一个 35x35 大小的图案看起来像这样

基础矩阵中对应的数字条目如下所示

我的想法是将图案覆盖在 260x346 大小的白色背景上，并创建一个图案水平移动的视频。第一帧看起来像这样

我使用具有以下功能的 openCV 创建视频

def move_square(pattern, background):
    '''
    The function creates a video of the pattern moving horizontally over a given background

    Parameters:
    -----------
    pattern: <np.array, 35x35>
        The pattern supposed to move over the background
    background: <np.array, 260x346>
        A white background of the given size 
    '''
    fourcc = VideoWriter_fourcc(*'MP42')
    video = VideoWriter('./videos/moving_pattern_for_sampling_exp.avi', fourcc, 30, (346, 260))
    background[112:147, 0:35] = pattern
    frame = background

    for _ in range(0, 346-30):
        video.write(cv2.cvtColor(frame,cv2.COLOR_GRAY2RGB))
        shifted_frame =  np.roll(frame, 1, axis=1)
        frame = shifted_frame
        video.write(frame)

    cv2.destroyAllWindows()
    video.release()

但是，如果我使用以下 sn-p 读取上述视频的帧

vidcap = cv2.VideoCapture('videos/moving_pattern_for_sampling_exp.avi')
success,image = vidcap.read()
count = 0

while success:
  cv2.imwrite("test/frame%d.jpg" % count, image)     # save frame as JPEG file      
  success,image = vidcap.read()
  print('Read a new frame: ', success)
  count += 1

im = cv2.imread('test/frame1.jpg')
img = cv2.cvtColor(im, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
np.savetxt("image.csv", np.asarray(img),fmt='%i', delimiter=",")

现在查看框架，框架中的图案值与原来的不同。

此外，本应为白色且值为 255 的位置现在已自始至终设置为 252。这些差异的原因可能是什么？

Answer 1

当您以 JPEG 格式保存图像时，您会损失质量，从而降低精度。 这是一个JPEG压缩的例子（你可以找到完整的图像here）：

您可以观察到鸟和木头的质量恶化（在完整图像中）。

正如@Mark Setchell 建议的那样，您可以使用 PNG 来避免这种情况，但请注意，图像中的颜色变化越多，文件就越大。

如果有帮助，this wikipedia article 会简要介绍常见的文件格式。