opencvで画素にアクセスし、logをとりたい

Question

###前提・実現したいこと
opencvを用いて画像変換したいのですが、うまくいきません。
元画像をグレースケールに変換し、各画素の明度に対して自然対数をとりたいです。
言語はpythonです。

###発生している問題・エラーメッセージ

pythonファイルをcmdで実行すると、以下のようなエラーが出ます。
特に、
"mat data type = 23 is not supported"というところが分かりません。

###該当のソースコード

import numpy as np
import math,cv2

image = cv2.imread("CX-B777.jpg")
img = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_RGB2GRAY)

n = np.log(img)

print(n)

cv2.imshow("gray",n)
key = cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

###試したこと
”mat data type"のエラーを検索しましたが、英語の例が数件あるだけでよくわかりませんでした。
各画素に対してlogではなく足し算掛け算なども試しましたが（n = img +30、n = img * 5/4 など）、濃淡が変わりうまくいくときと、新たなウィンドウが出てくるものの真っ白な場合がありました。

プログラミングを初めたばかりなので、根本的なところを間違えているのかもしれません。

###補足情報(言語/FW/ツール等のバージョンなど)
python 3.5 / opencv 3.1

Answer 1

cv2.imshow関数がfloat型データを扱えないために該当エラーメッセージとなっています。

グレイスケール画像に対してnp.logを適用したタイミングで、結果nはfloat型データに自動変換されます。ただし定義上log(0)=‐∞となってしまうため、入力画素値0～255は+1して値域1～256に変換しておいた方がよいでしょう。このとき元のuint8型データのまま+1すると255は0になってしまうため、事前にfloat型に明示変換する必要があります。また対数をとると値域が小さく（log(1)〜log(256) つまり 0〜5.545...）なってしまうため、255/log(256)でスケーリングする必要があります。

# 明示的にfloat型に変換
n = img.astype(np.float_)
# 各画素値に p = log(p + 1) * 255/log(256) を適用
n = np.log(n + 1.) * (255. / math.log(256))
# OpenCVで扱える画像データ型(uint8)に変換
n = n.astype(np.uint8)

Comments

[sumao]

分かりやすいご回答ありがとうございました！
うまく実行できました！
またよろしくお願いいたします。

Answer 2

まずグレースケールですとChannel=1の構造体で実データへのアクセスはこれを考慮しないと。
データ部分は例の場合だとimgのdata部分で各画素にはrowsとcolsを考慮して（rows×cols）分の画素があり、data部には構造体のelemSize毎（グレースケールは１）に。そして各rowsはimgのstep毎の先頭が。
これを考慮して画素数分、各画素にアクセスしないと。

Comments

[sumao]

早速のご回答ありがとうございます。
初学者ですのでわからない単語が多く難しいので、ご教示いただいたキーワードを元に調べてみます。

[yohhoy]

もちろん画素値を一つ一つ取り出して計算することもできますが、PythonのOpenCV+Numpyでは全画素値への一括演算も可能ですよ。