使用 OpenCV 对图像进行算术运算Set-2(二进制图像的按位运算)

OpenCV 是一个非常流行的计算机视觉库，可以用于处理各种图像和视频。本文将介绍如何使用 OpenCV 对二进制图像进行按位运算。

什么是按位运算？

按位运算是指将两个二进制数字相应的位进行逻辑操作。在 OpenCV 中，常用的按位运算有AND、OR、XOR 和 NOT 操作。

AND 操作

AND 操作是按位运算中的一种，当两个二进制数的相应位都为 1 时，结果为 1，否则为 0。在 OpenCV 中，AND 操作可以用 cv2.bitwise_and(src1, src2, mask) 实现，其中 src1 和 src2 是输入的两幅图像，mask 是可选的掩码。下面是一个例子：

import cv2

img1 = cv2.imread('image1.png', 0)
img2 = cv2.imread('image2.png', 0)

and_img = cv2.bitwise_and(img1, img2)

cv2.imshow('AND Image', and_img)
cv2.waitKey(0)

在上面的代码中，我们首先读取了两幅二进制图像 img1 和 img2，然后用 cv2.bitwise_and() 函数进行了 AND 操作，将结果保存到了 and_img 变量中。最后，我们在窗口中展示了运算结果。

OR 操作

OR 操作是按位运算中的一种，当两个二进制数的相应位至少有一个为 1 时，结果为 1，否则为 0。在 OpenCV 中，OR 操作可以用 cv2.bitwise_or(src1, src2, mask) 实现，其中 src1 和 src2 是输入的两幅图像，mask 是可选的掩码。下面是一个例子：

import cv2

img1 = cv2.imread('image1.png', 0)
img2 = cv2.imread('image2.png', 0)

or_img = cv2.bitwise_or(img1, img2)

cv2.imshow('OR Image', or_img)
cv2.waitKey(0)

在上面的代码中，我们首先读取了两幅二进制图像 img1 和 img2，然后用 cv2.bitwise_or() 函数进行了 OR 操作，将结果保存到了 or_img 变量中。最后，我们在窗口中展示了运算结果。

XOR 操作

XOR 操作是按位运算中的一种，当两个二进制数的相应位不相同时，结果为 1，否则为 0。在 OpenCV 中，XOR 操作可以用 cv2.bitwise_xor(src1, src2, mask) 实现，其中 src1 和 src2 是输入的两幅图像，mask 是可选的掩码。下面是一个例子：

import cv2

img1 = cv2.imread('image1.png', 0)
img2 = cv2.imread('image2.png', 0)

xor_img = cv2.bitwise_xor(img1, img2)

cv2.imshow('XOR Image', xor_img)
cv2.waitKey(0)

在上面的代码中，我们首先读取了两幅二进制图像 img1 和 img2，然后用 cv2.bitwise_xor() 函数进行了 XOR 操作，将结果保存到了 xor_img 变量中。最后，我们在窗口中展示了运算结果。

NOT 操作

NOT 操作是按位运算中的一种，它是单目运算符，用于将二进制数的每个位取反。在 OpenCV 中，NOT 操作可以用 cv2.bitwise_not(src, mask) 实现，其中 src 是输入的二进制图像，mask 是可选的掩码。下面是一个例子：

import cv2

img = cv2.imread('image.png', 0)

not_img = cv2.bitwise_not(img)

cv2.imshow('NOT Image', not_img)
cv2.waitKey(0)

在上面的代码中，我们首先读取了一幅二进制图像 img，然后用 cv2.bitwise_not() 函数进行了 NOT 操作，将结果保存到了 not_img 变量中。最后，我们在窗口中展示了运算结果。

结论

在本文中，我们学习了 OpenCV 中二进制图像的按位运算，并使用了 AND、OR、XOR 和 NOT 操作对图像进行处理。这些工具可以在图像处理中起到重要的作用，掌握这些操作对于计算机视觉和图像处理的工程师来说是非常重要的。