OpenCV、cv2.imshowとcv2.imwriteでの出力結果が異なる

Question

OpenCV、cv2.imshowとcv2.imwriteでの出力結果の違い

前提・実現したいこと

OpenCV,Pythonを触り始めたばかりの初心者です。
OpenCV,Pythonを用いてラプラシアンフィルタをしようと思ったのですが、
cv2.imshowとcv2.imwriteで出力結果が異なります。
結果としてはcv2.imwriteのほうがおそらく正しい処理がされていたのですが、cv2.imshowでも正しく表示させたいです。
どうすればよいでしょうか。
環境はpython3.6、Spyderを使用してます。

画像は順に元画像、cv2.imwrite、cv2.imshowで表示した画像です。

発生している問題・エラーメッセージ

上記の通り出力画像が異なります。

該当のソースコード

#-*- coding:utf-8 -*-
import cv2

# 入力画像を読み込み
img = cv2.imread('sushi.jpg')

# グレースケール変換
gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_RGB2GRAY)

#8近傍ラプラシアン
dst = cv2.Laplacian(gray, cv2.CV_32F, ksize=3)

# 結果を出力
cv2.imwrite('lap8sushi.jpg', dst)

cv2.imshow('lap8sushi.jpg', dst)

cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

試したこと

上記ソースコードではjpg画像を用いてますが、bmp画像でも同じような結果になりました。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

ここにより詳細な情報を記載してください。

Answer 1

32bit-float な画像を

• imshow
• imwrite

に与えた際に，どのように処理されるのか？　というのが異なっているというだけの話に思えます．

imshowについてはリファレンスに明記されており，32bit-floatの場合には255が乗じられます．
（つまり，[0.0, 1.0]の範囲を，黒～白　として表示する形）

他方，imwriteで，32bit-floatな画像を jpgやbmpとして保存しようとするとどうなるのか？についての明確な記述は見つかりませんでした．

結果としてはcv2.imwriteのほうがおそらく正しい

と断言できるのかどうかは不明です．

※表示に関しては，そもそもラプラシアンフィルタの結果がとり得る値域を「どのように表示（＝可視化）したいのか」にあわせて表示用のデータを適切に用意して表示すべきでしょう．

Answer 2

結果としてはcv2.imwriteのほうがおそらく正しい処理がされていた

質問のコードの後に下記を追加して、その結果を見てください

import numpy as np
dst2 = cv2.imread("lap8sushi.jpg", cv2.IMREAD_GRAYSCALE)
print(np.min(dst))
print(np.min(dst2))
print(np.max(dst))
print(np.max(dst2))

cv2.imwrite()で保存した「lap8sushi.jpg」が正しいのなら、それを読み込んだ「dst2」は、保存前の 「dst」と(ほぼ)一致するはずですが、そうなってますでしょうか？

Comments

[potapotapotato]

コードを加えて実行してみたところ、
-1254.0
0
996.0
255
との数値が表示されました。
一致してないですね...

[jbpb0]

上記の後にさらに下記を追加して、表示されるデータを比べてみてください

print(dst[:10, :10])
print(dst2[:10, :10])
print(dst[-10:, -10:])
print(dst2[-10:, -10:])

そうすると、下記のようになっていると思います
・dstの値で0〜255の範囲だったものは、dst2でも大体同じ値になっているので、「lap8sushi.jpg」に(ほぼ)正しく保存されている
・dstの値で負(マイナス)だったものは、dst2では0か0に近い正(プラス)の値に変わっているので、「lap8sushi.jpg」に正しく保存されてない
・dstの値で255よりも大きなものは、dst2では255か255に近い(255を超えない)値に変わっているので、「lap8sushi.jpg」に正しく保存されてない

普通のJPEGファイルには0〜255の範囲の値しか格納できないので、その範囲から外れるものは正しく保存されないのです
(0〜255の範囲の値も、全く同じではなく微妙に変わっているのは、おそらくJPEGの圧縮によるものなので、cv2.imwrite()で品質を上げるように指定したら、もっと変化が減るかもしれません)

[jbpb0]

上記を質問者さん自身で確認した上で、どのように対処すべきか考えてみてください
どのように対処すべきかは、フィルタ結果をどのように使いたいかによって変わりますので、質問者さんにしか分かりませんから