一、什麼是OpenCV？¶

OpenCV（Open Source Computer Vision Library）是一個開源的計算機視覺庫，提供了大量用於圖像處理、目標檢測、人臉識別等任務的函數。對於編程初學者來說，用Python結合OpenCV學習圖像處理非常友好，它能讓我們快速實現“讓計算機‘看懂’圖像”的基礎功能。

二、安裝OpenCV¶

要開始使用OpenCV，首先需要安裝對應的Python庫。最簡單的方式是通過pip安裝：

pip install opencv-python

如果安裝速度較慢，可以嘗試國內鏡像源：

pip install opencv-python -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

安裝完成後，打開Python環境（如PyCharm、Jupyter Notebook或命令行），輸入以下代碼驗證是否安裝成功：

import cv2
print(cv2.__version__)  # 若輸出版本號（如4.8.0），則安裝成功

三、讀取圖像¶

在計算機視覺中，“讀取圖像”是最基礎的操作，OpenCV提供了cv2.imread()函數來實現。

1. 函數介紹¶

cv2.imread()的語法爲：

img = cv2.imread(image_path, flags)

• image_path：圖像文件的路徑（相對路徑或絕對路徑）。
• flags（可選參數）：讀取圖像的方式，常用值有：
• cv2.IMREAD_COLOR（默認值，整數1）：讀取彩色圖像（包含RGB三個通道）。
• cv2.IMREAD_GRAYSCALE（整數0）：讀取灰度圖像（只有亮度信息，無顏色）。
• cv2.IMREAD_UNCHANGED（整數-1）：讀取原始圖像（包含透明通道，若有）。

2. 代碼示例：讀取圖像¶

假設我們有一張名爲test.jpg的圖像文件，放在與Python代碼相同的文件夾下。代碼如下：

import cv2  # 導入OpenCV庫

# 讀取圖像，路徑爲當前文件夾下的test.jpg
img = cv2.imread('test.jpg')  

# 檢查圖像是否讀取成功（若路徑錯誤或圖像不存在，img會返回None）
if img is None:
    print("圖像讀取失敗！請檢查路徑是否正確。")
else:
    print("圖像讀取成功！")

四、顯示圖像¶

讀取圖像後，需要用cv2.imshow()函數在窗口中顯示圖像。

1. 函數介紹¶

cv2.imshow()的語法爲：

cv2.imshow(window_name, image)

• window_name：窗口的名稱（字符串，如”Image”）。
• image：要顯示的圖像對象（由cv2.imread()返回的變量）。

顯示圖像時，窗口會持續顯示直到用戶按任意鍵關閉。爲了避免窗口“一閃而過”，需要配合cv2.waitKey()函數：
- cv2.waitKey(0)：等待鍵盤輸入，參數爲毫秒數（0表示無限等待，按任意鍵關閉窗口）。
- cv2.destroyAllWindows()：關閉所有由OpenCV創建的窗口，釋放內存。

2. 代碼示例：顯示圖像¶

將讀取和顯示步驟結合：

import cv2

# 步驟1：讀取圖像
img = cv2.imread('test.jpg')  # 替換爲你的圖像路徑

# 步驟2：檢查圖像是否有效
if img is None:
    print("圖像讀取失敗！請檢查路徑是否正確。")
else:
    # 步驟3：顯示圖像
    cv2.imshow('Original Image', img)  # 創建名爲"Original Image"的窗口顯示圖像

    # 步驟4：等待按鍵輸入（0表示無限等待）
    cv2.waitKey(0)  

    # 步驟5：關閉所有窗口
    cv2.destroyAllWindows()

五、完整示例與常見問題¶

1. 完整代碼（讀取+顯示彩色圖像）¶

import cv2

# 讀取圖像（彩色模式）
img = cv2.imread('test.jpg')  # 替換爲你的圖像路徑

# 檢查圖像是否讀取成功
if img is None:
    print("錯誤：圖像讀取失敗！請確認路徑正確。")
else:
    # 顯示圖像
    cv2.imshow('Color Image', img)

    # 等待按鍵（按任意鍵關閉窗口）
    cv2.waitKey(0)  

    # 關閉窗口
    cv2.destroyAllWindows()

2. 常見問題及解決方法¶

• 問題1：圖像顯示爲黑屏或顏色異常
  原因：OpenCV默認讀取圖像的顏色通道順序是BGR（而非RGB），若直接顯示彩色圖像，可能會出現“紅色變藍色”等異常。
  解決：若想得到RGB圖像，可通過cv2.cvtColor()轉換：

  import cv2
  img = cv2.imread('test.jpg')
  img_rgb = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2RGB)  # BGR轉RGB
  cv2.imshow('RGB Image', img_rgb)
  cv2.waitKey(0)
  cv2.destroyAllWindows()

• 問題2：圖像路徑錯誤導致無法顯示
  原因：cv2.imread()返回None，需檢查路徑是否正確。
  解決：
• 使用絕對路徑（如C:/Users/YourName/Pictures/test.jpg），避免相對路徑混淆。
• 確認圖像格式支持（如JPG、PNG等），且圖像未被損壞。

六、總結¶

本文通過“安裝OpenCV→讀取圖像→顯示圖像”三個核心步驟，帶你入門Python OpenCV的基礎操作。關鍵點如下：
1. cv2.imread()用於讀取圖像，需注意路徑和顏色通道順序。
2. cv2.imshow()用於顯示圖像，需配合cv2.waitKey()和cv2.destroyAllWindows()避免窗口異常。
3. 若圖像顯示失敗，優先檢查路徑是否正確。

動手實踐是最好的學習方式！試着替換代碼中的圖像路徑，讀取並顯示自己的圖片吧～