灰度图像黑白反转：X射线传感器输出灰度图反色处理需求

你需要的效果本质是对灰度图像做像素值反转，8位灰度图的像素值范围为0（纯黑）~255（纯白），对每个像素执行新像素值 = 位深最大值 - 原像素值的运算即可实现黑白色彩翻转，同时保留原有图像的细节对比度。

以下是不同常用开发场景的实现代码：

Python + OpenCV 实现（通用图像处理场景） #

import cv2

# 若直接读取传感器输出的灰度数组，可跳过读文件步骤，直接使用你的原始灰度数据
raw_gray_img = cv2.imread("本地原始灰度图路径", cv2.IMREAD_GRAYSCALE)
# 执行像素反转
inverted_img = 255 - raw_gray_img
# 保存处理后的图像
cv2.imwrite("处理后X射线图路径", inverted_img)

Python + PIL 实现 #

from PIL import Image
import numpy as np

raw_img = Image.open("本地原始灰度图路径").convert("L")
raw_arr = np.array(raw_img)
inverted_arr = 255 - raw_arr
inverted_img = Image.fromarray(inverted_arr)
inverted_img.save("处理后X射线图路径")

C++ + OpenCV 实现（高性能/嵌入式场景） #

#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;

int main() {
    Mat raw_gray_img = imread("本地原始灰度图路径", IMREAD_GRAYSCALE);
    Mat inverted_img;
    // 调用内置位反转函数实现效果
    bitwise_not(raw_gray_img, inverted_img);
    imwrite("处理后X射线图路径", inverted_img);
    return 0;
}

注意事项 #

• 若你使用的是16位深度的X射线原始数据，将反转公式中的255替换为16位灰度最大值65535即可。
• 该运算为逐像素线性运算，性能损耗极低，可直接集成到传感器实时输出的处理流程中。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者MatheusCandido