Numpy python: OpenCV 中不支持图像深度 (CV_64F)

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引言

OpenCV作为一款知名的计算机视觉库，由于其庞大的应用场景，其代码设计涉及面很广，对于很多人来说，是一个懂代码但没接触过OpenCV的难题。本篇文章将讲述在使用OpenCV时遇到的一种图像深度错误 (CV_64F)，并给出解决方案。

OpenCV中图像深度

在OpenCV中，图像像素值的数据类型分为以下几种：

8位无符号整型 (CV_8U)
8位有符号整型 (CV_8S)
16位无符号整型 (CV_16U)
16位有符号整型 (CV_16S)
32位有符号整型 (CV_32S)
32位浮点型 (CV_32F)
64位浮点型 (CV_64F)

上述数据类型不同，包含的每一个像素的数据也不同。其中，8位无符号整型 (CV_8U) 类型下的值为0~255，8位有符号整型 (CV_8S) 类型下的值为-128~127，其他类型相应的数据范围请自行查阅。在使用OpenCV时，需要根据实际场景选择合适的图像深度。

问题现象

在使用OpenCV库进行图像处理时，有时候会遇到 “Unsupported depth of image” (Unsupport depth of image) 的问题。其一般的报错信息如下：

import cv2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import copy

# Generate some example image data
img = np.random.randint(0, 255, size=(10, 10)).astype(np.float64)

# Try to take the Laplacian of the image
laplace_img = cv2.Laplacian(img, cv2.CV_64F)

# Throws the following error message:
# `cv2.error: OpenCV(4.1.2) /io/opencv/modules/core/src/convert.cpp:433: 
# error: (-213:The function/feature is not implemented) 
# Unsupported depth of image in function 'cvConvertScale'
# `

以上代码使用了 cv2.Laplacian() 函数进行图像的 Laplacian 计算时，会报错 “Unsupported depth of image” (不支持的图像深度) 错误。

问题原因

针对脚本报告的错误信息，我们可以看到问题出在了 “Unsupported depth of image” (不支持的图像深度) 上。该错误信息指的是 “OpenCV中不支持这种类型的图像深度”。这种类型的图像深度指的是类型为CV_64F的图像深度。

CV_64F 是一个64位的浮点数格式，也就是说每个像素点占用8字节 (bytes) 的空间，这比一些其他格式占用的空间要大得多。在处理图像时，不同的情况下选择不同的图像深度非常重要。比如在进行图像算法处理时，如果图像深度不够，会导致计算结果不准确；如果图像深度太高，会对计算效率产生不良影响。

将一张图像转换成64位格式，这意味着需要将整张图像中的每一个像素从8位或16位或32位的格式进行重新处理，这样的消耗异常巨大。

解决方法

在出现 “Unsupported depth of image” (不支持的图像深度) 错误时，我们要考虑上述错误原因，即选择合适的图像深度。一般情况下，我们会选择以下常规的图像格式：

CV_8U：8位无符号整型
CV_8S：8位有符号整型
CV_16U：16位无符号整型
CV_16S：16位有符号整型
CV_32S：32位有符号整型
CV_32F：32位浮点型

需要注意的是，图像深度的选择要根据实际场景和计算需求来确定。如果确定需要使用 CV_64F 深度，那么我们需要先将图像的深度进行转换。

下面是将图像深度转换成 CV_64F 格式的示例代码：

img = cv2.imread('image.jpg', cv2.IMREAD_GRAYSCALE) # 读取灰度图像

float_img = np.float64(img) # 转换深度为 CV_64F

laplace_img = cv2.Laplacian(float_img, cv2.CV_64F) # 计算 Laplacian

在上述代码中，我们首先读取了一张灰度图像，并将其深度转换成 CV_64F，然后使用 cv2.Laplacian() 函数对图像进行 Laplacian 计算。这样就可以避免 “Unsupported depth of image” (不支持的图像深度) 错误的出现。

总结

本篇文章讲述了在使用 OpenCV 库进行图像处理时可能会遇到的 “Unsupported depth of image” (不支持的图像深度) 错误。该错误一般是由于选择了不支持的图像深度 (比如 CV_64F) 导致的。我们建议在处理图像时，选择适合场景的图像深度，以充分发挥 OpenCV 库的优势，并保证图像处理的正确性。如果需要使用 CV_64F 深度，可以通过将图像深度转换成 CV_64F 格式的方法实现。