cv2.imshowで[0,1]に正規化されたグレースケール画像を[0,255]に直して表示させようとすると上手く行かない

Question

前提

openCV(Python)で、
img=cv2.imread(img,cv.IMREAD_GRAYSCALE)としてグレースケールで読み込むと[0,255]範囲の値を返します。
現在、テンプレートマッチングを試していますが、結果として返ってくる
res=cv2.matchTemplate(img,template,eval(method))は[0,1]範囲に正規化された値です。(※補足：methodにcv.TM_SQDIFF_NORMEDを使用した場合)

これらをmatplotlibのimshowで明示的に値域を指定した上で表示してみると、以下の様になります。
左から順に、

• plt.imshow(res,cmap = 'gray', vmin = 0, vmax = 1)
• plt.imshow(res*255,cmap = 'gray', vmin = 0, vmax = 255)
• plt.imshow(img,cmap = 'gray', vmin = 0, vmax = 255)

です。

そして、cv2.imshow()でも、左右のimg([0,255]グレースケール)とres([0,1]グレースケール)を表示してみると、上の結果と同様、問題無く表示されました。問題は、中央の[0,255]範囲に戻したres*255を表示させようとした時です。

発生している問題

ここで、私はresが正規化された値になっている事はやや混乱を招くと感じたので、imgと統一させる為にres255として[0,255]グレースケールに戻してやりました。
そしてこれをcv2.imshow(winname,**res255**)で試しに表示してみると、以下の様に何も表示されませんでした。

しかし、cv2.imwrite("filename.jpg",res*255)で保存してみると、期待している画像が保存されていました。

1. これは一体何が起こっているのでしょうか？

2.また、matplotlibのimshowではvmin,vmaxを明示的に指定できますが、(というか指定しないと意図しない結果になる事がある様です。)
cv2.imshow()の公式ドキュメントを見てもそういうオプションは無いみたいでした。
にも拘わらず、前提の節で、cv2.imshow(0255 img) と cv2.imshow(01 img) が問題無く表示されたのは不思議です。

宜しくお願い致します。

該当のソースコード

plt.imshow()で確認

import cv2 as cv
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

img = cv.imread('mandrill.png',cv.IMREAD_GRAYSCALE)
template = cv.imread('mandrill_template.png',cv.IMREAD_GRAYSCALE)

res = cv.matchTemplate(img,template,cv.TM_SQDIFF_NORMED)

print(img)#0~255の値で表されている！
print(res)#こっちは0~1の値で表されている！

plt.subplot(131,),plt.imshow(res,cmap = 'gray', vmin = 0, vmax = 1)
plt.title('res[0,1]')
plt.subplot(132),plt.imshow(res*255,cmap = 'gray', vmin = 0, vmax = 255)
plt.title('res*255[0,255]')
plt.subplot(133),plt.imshow(img,cmap = 'gray', vmin = 0, vmax = 255)
plt.title('img[0,255]')
plt.show()

cv2.imshow()で確認(問題の部分)

def Img_show(img):
  cv.imshow("img",img)
  if not cv.waitKey(0)==None:
    cv.destroyAllWindows()

Img_show(img)
Img_show(res)
Img_show(res*255)#これがおかしい！
cv.imwrite("aaaa.jpg",res*255)#保存結果は正常…

mandrill.png

mandrill_template.png

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

python 3.9.0 64-bit
opencv-python 4.1.5.48
参考したサイト openCV:Template Matching

Answer 1

こうやると表示できました。

>>> res255 = np.array(res*255, dtype=np.uint8)
>>> cv.imshow('res255',res255)

cv2.imshowは0～1の浮動小数か、0～255の符号無し8ビット整数しか受け取らないのに、0.0～255.0の浮動小数を渡していたためだと思われます。

Comments

[退会済みユーザー]

整数か浮動小数点かで値域を判定しているとは知りませんでした。
お教えいただいたやり方で確かに上手く行きました。ありがとうございます！

Answer 2

cv2.imshowは型によって挙動が変わります。浮動小数点数型の場合は勝手に0～1の区間を0～255の区間に引き伸ばして描画してくれます。

符号なし8bit整数に変換する必要があるので、(res*255).astype(np.uint8)とかcv.convertScaleAbs(res, alpha=255)などで変換してください。

python - How to use cv2.imshow correctly for the float image returned by cv2.distanceTransform? - Stack Overflow

Comments

[退会済みユーザー]

成程、範囲の問題ではなく整数か小数かの問題だったのですね。
無事解決しました。
ありがとうございます！