正規化した画像のグレースケール化をしたい

Question

現在以下のコードで入力画像の正規化を行っており、正規化した画像をグレースケール化して二値処理しようとしています。グレースケール化するために、cv2.cvtColor() を用いようとしているのですが、調べたところ入力画像のdtypeがfloat64型ではだめなことを知ったため、uint8に変換したのですが変換することで元画像(入力画像)が表示されなく(真っ黒な画像になる)なりました。
正規化した画像をグレースケール化する方法は、なにかありますでしょうか？

補足：私は、Google Colaboratory でプログラムを実行しています。

#正規化
img = cv2.imread(files[5])
imgHLS = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2HLS)
Lchannel = imgHLS[:,:,1]
norm = Lchannel / Lchannel.sum()

cv2.imwrite("1.png", norm)
plt.imshow(norm)
print(norm.dtype)
norm = norm.astype(np.uint8)　#型をuint8に変換

#ここから下でエラーが発生する
norm = cv2.cvtColor(norm, cv2.COLOR_GRAY2RGB)
img = cv2.cvtColor(norm, cv2.COLOR_RGB2GRAY)
print(img.shape)

Comments

[jbpb0]

質問に記載のコードは、「#型をuint8に変換」の直前(左)に全角スペースが挿入されているので、そのままコピペしても実行できませんでした

[jbpb0]

「plt.imshow」では明るさが自動調整されて表示されるので、それで表示されるのは「全体の画像輝度の和を1になるように正規化」されたものではありません

「#型をuint8に変換」を実行するよりも前(上)で、下記の変更をして実行したら、「全体の画像輝度の和を1になるように正規化」されたものが表示されます

plt.imshow(norm)
↓ 変更
plt.imshow(norm, clim=(0, 1))

上記の変更をして実行したら、「#型をuint8に変換」する前の段階でも、「全体の画像輝度の和を1になるように正規化」されたものが「実質的に真っ黒」であることが分かると思います

「実質的に真っ黒」とは、データは黒(0.0)ではないけど、表示する時には黒になってしまうくらい小さなデータである、という意味です

norm = Lchannel / Lchannel.sum()

のすぐ下に下記を追加して実行してみてください

print(np.max(norm))

それで表示される画素値の最大値は、白(1.0)に比べてはるかに小さいでしょう

[jbpb0]

> uint8に変換したのですが変換することで元画像(入力画像)が表示されなく(真っ黒な画像になる)なりました。

画素値の最大値が1.0よりも小さいなら、それを

norm = norm.astype(np.uint8)

で整数にしたら、切り捨てられて全て0になります

整数にする前は、データはとても小さいけれど0.0ではなかったので、「plt.imshow」で明るさが自動調整されたら表示されましたが、整数にしたら0になるので、明るさが自動調整されても真っ黒になります

Answer 1

正規化した画像をグレースケール化して二値処理しようとしています。

正規化した「norm」から直接2値化できます

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

#正規化
img = cv2.imread('画像ファイルのパス')
imgHLS = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2HLS)
Lchannel = imgHLS[:,:,1]
norm = Lchannel / Lchannel.sum()

threshold = np.max(norm) / 2  #2値化の閾値
th, img_thresh = cv2.threshold(norm, threshold, 255, cv2.THRESH_BINARY)  #2値化

img_thresh2 = img_thresh.astype(np.uint8)  #型をuint8に変換
cv2.imwrite('img_thresh2.png', img_thresh2)
plt.imshow(img_thresh2, cmap='gray')
#plt.show()

Answer 2

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

#正規化
img = cv2.imread('flower.jpg')
imgHLS = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2HLS)
Lchannel = imgHLS[:,:,1]
# norm = Lchannel / Lchannel.sum()
norm = Lchannel

cv2.imwrite('norm.png', norm)
print(norm.dtype)  #uint8
plt.imshow(norm)   #正規化後の画像が表示される

左: 元画像/右:グレースケール化