使用Python为图像添加“盐和胡椒”噪声

简介

在数字图像处理中，添加噪声是一种常见的技术。其中，盐和胡椒噪声是最普遍和最常见的噪声之一。在这种噪声下，图像中的一些像素会变成白色或黑色，使图像看起来受到污染。

在本文中，我们将使用Python编程语言来添加“盐和胡椒”噪声到图像中。

需求

• Python 3.x
• numpy
• cv2

实现步骤

1. 导入必要的库

import cv2
import numpy as np

2. 加载图像

我们可以使用OpenCV将图像导入到Python程序中。

img = cv2.imread('image.jpg')

3. 添加盐和胡椒噪声

为了添加“盐和胡椒”噪声，我们需要知道噪声点的位置。我们可以使用numpy的random函数来生成一些随机数，并将其乘以图像的高度和宽度，以获得噪声点的坐标。

h, w = img.shape[:2]
sp_ratio = 0.05  # 盐和胡椒噪声的比例
noise_count = int(h * w * sp_ratio)
xy = np.random.randint(0, h, noise_count), np.random.randint(0, w, noise_count)  # 噪声的位置

根据上面的坐标，我们可以将噪声点的像素设为最大值或最小值。在这个案例中，我们将盐噪声的像素值设为255，将胡椒噪声的像素值设为0。

salt = np.zeros((h, w), dtype=np.uint8)
salt[xy] = 255  # 盐噪声

pepper = np.zeros((h, w), dtype=np.uint8)
pepper[xy] = 0  # 胡椒噪声

4. 合并原始图像和噪声

现在，我们可以将原始图像和噪声合并起来。

img_salt = cv2.add(img, cv2.merge((salt, salt, salt)))  # 添加盐噪声
img_sp = cv2.add(img_salt, cv2.merge((pepper, pepper, pepper)))  # 添加胡椒噪声

在这里，我们使用OpenCV的add函数来执行图像合并。我们将原始图像和噪声分别合并为盐噪声和盐和胡椒噪声图像。

5. 显示结果

最后，我们可以使用OpenCV的imshow函数来显示图像。我们可以使用“盐和胡椒”图像作为结果。

cv2.imshow('Salt and Pepper Noise', img_sp)  # 显示盐和胡椒噪声图像
cv2.waitKey(0)  # 等待按键
cv2.destroyAllWindows()  # 关闭窗口

完整代码

完整代码如下：

import cv2
import numpy as np

# 加载图像
img = cv2.imread('image.jpg')

# 添加盐和胡椒噪声
h, w = img.shape[:2]
sp_ratio = 0.05  # 盐和胡椒噪声的比例
noise_count = int(h * w * sp_ratio)
xy = np.random.randint(0, h, noise_count), np.random.randint(0, w, noise_count)  # 噪声的位置

salt = np.zeros((h, w), dtype=np.uint8)
salt[xy] = 255  # 盐噪声

pepper = np.zeros((h, w), dtype=np.uint8)
pepper[xy] = 0  # 胡椒噪声

img_salt = cv2.add(img, cv2.merge((salt, salt, salt)))  # 添加盐噪声
img_sp = cv2.add(img_salt, cv2.merge((pepper, pepper, pepper)))  # 添加胡椒噪声

# 显示结果
cv2.imshow('Salt and Pepper Noise', img_sp)  # 显示盐和胡椒噪声图像
cv2.waitKey(0)  # 等待按键
cv2.destroyAllWindows()  # 关闭窗口

参考资料

• 《Python数字图像处理基础》
• OpenCV官方文档