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opencv 震撼你的视觉基础篇

作者:23云恋49枫  发布日期:2016-12-26 20:23:31
Tag标签:视觉  基础  
  • opencv

       最近在做一个钓鱼网站的项目中用到了一个叫opencv的玩意儿,以前没接触过。感觉挺新鲜的,而且项目中要用,所以就问了一下度娘(是想Google一下的,显得高大上and专业一点,但是英语水平实在是low),百度百科的解释是这样的(有点专业,读完以后似懂非懂的感觉,不过觉得这个东西很强势,可以搞一下):OpenCV的全称是:Open Source Computer Vision Library。OpenCV是一个基于BSD许可(开源)发行的跨平台计算机视觉库,可以运行在Linux、Windows、Android和Mac OS操作系统上。它轻量级而且高效——由一系列 C 函数和少量 C++ 类构成,同时提供了Python、Ruby、MATLAB等语言的接口,实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。

    下面我们就一点一点来学习这个灰常牛逼的东西吧:

    Windows下安装

    源码下载地址:https://sourceforge.net/projects/opencvlibrary/files/opencv-win/2.4.13/opencv-2.4.13.exe/download

    安装程序:http://jingyan.baidu.com/article/4dc408484c0ec0c8d946f180.html

    linux下安装

    源码下载地址:https://github.com/Itseez/opencv/archive/2.4.13.zip

    程序安装:http://blog.csdn.net/csqingchen/article/details/43968925

    一开始在centos上面装(我们的测试服务器),死活装不上,不知为何(如果有装上的小伙伴可以分享一下,真是不胜感激),但代码最后是运行在ubuntu上面的,所以就勉为其难的在自己本地装了一个ubuntu的虚拟机来测试代码,以前对什么装软件,配环境这方面重视的不是很够,对于这样的任务一开始我是拒绝的,心中很是恐惧。确实,不会开发的运维终将被淘汰,不会运维的开发也好不到哪里,可是拒绝又有什么用呢。只能硬着头皮上了。毕竟逃避本来就不是什么好的办法!

    图片处理

    一、主要函数

    1、 cv2.imread():读入图片,共两个参数
    
    第一个参数为要读入的图片文件名
    
    第二个参数为如何读取图片,包括cv2.IMREAD_COLOR:读入一副彩色图片;cv2.IMREAD_GRAYSCALE:以灰度模式读入图片;cv2.IMREAD_UNCHANGED:读入一幅图片,并包括其alpha通道
    
    注意:如果当你输入的路径是错误的时候,程序也不会报错,只是当时打印的时候值为None
    
    
    2、cv2.imshow():创建一个窗口显示图片,共两个参数
    
    第一个参数表示窗口名字,可以创建多个窗口中,但是每个窗口不能重名
    
    第二个参数是读入的图片
    
    
    3、cv2.waitKey():键盘绑定函数,共一个参数(如果你用的是64位的系统,写成cv2.waitKey(0) & 0xFF)
    
    表示等待毫秒数,将等待特定的几毫秒,看键盘是否有输入,返回值为ASCII值。如果其参数为0,则表示无限期的等待键盘输入
    
    
    4、cv2.destroyAllWindows():删除建立的全部窗口
    
    5、cv2.destroyWindows():删除指定的窗口
    
    6、cv2.imwrite():保存图片,共两个参数,第一个为保存文件名,第二个为读入图片
    

    效果图如下,确实不错挺新鲜的:

    下面代码中读入的是什么照片,保存就的到什么照片,----彩色照片(即cv2.IMREAD_COLOR),是灰色照片(即cv2.IMREAD_GRAYSCALE)

    import cv2
    
    img = cv2.imread('meizi.png', cv2.IMREAD_COLOR)  # 读入彩色图片
    cv2.imshow('image', img)  # 建立image窗口显示图片
    k = cv2.waitKey(0)  # 无限期等待输入
    print k
    
    if k == 27:  # 如果输入ESC退出
        cv2.destroyAllWindows()
    
    elif k == ord('s'):  # 如果输入s,保存
        cv2.imwrite('test.png', img)
        print 'OK!'
        cv2.destroyAllWindows()
    

    二、结合matplotlib

     matplotlib 是python最著名的绘图库,它提供了一整套和matlab相似的命令API,十分适合交互式地进行制图。而且也可以方便地将它作为绘图控件,嵌入GUI应用程序中。它的文档相当完备,并且 Gallery页面 中有上百幅缩略图,打开之后都有源程序。因此如果你需要绘制某种类型的图,只需要在这个页面中浏览、复制、粘贴一下,基本上都能搞定。现在先大体的了解下,具体学习我会在后面继续更新出来。。。

    import cv2
    import numpy as np
    from matplotlib import pyplot as plt
    img = cv2.imread('meizi.png',cv2.IMREAD_UNCHANGED)
    plt.imshow(img,cmap = 'gray',interpolation='bicubic')
    plt.xticks([]),plt.yticks([])
    plt.show()
    

    效果图如下(使用matplotlib 显示图片,我们可以对图片做一些处理,例如:缩放、调整位置,保存等的功能):

    注意:如下图所示,当我们用opencv加载一个彩色图片,并用matplotlib 显示图片的时候会遇到一些困难

    视频文件处理

     一、摄像头捕获视频

     为了获取视频,必须创建一个VideoCapture对象,它的参数可以使设备的索引号(一般笔记本内置摄像头的参数为0,你也可以设置为别的数来选择别的摄像头),当然也可以使视频文件的名字

    import cv2
    cap = cv2.VideoCapture(0)
    while True:
        ret,frame = cap.read()
        print ret
    
        gray = cv2.cvtColor(frame,cv2.IMREAD_GRAYSCALE)
        cv2.imshow('frame',gray)
        if cv2.waitKey(1) == 27: #按Esc退出
            break
    cap.release()
    cv2.destroyAllWindows()
    

    cap.read()       获取一个元祖,元祖中第一个是布尔值,如果帧读取的是正确的,就返回True,反之False。第二个值是一个数组,代表的应该是获取到的视频信息内容吧

    cv.CvtColor()  将获取的彩色图像,转换成灰度图像

    cv2.imshow()  创建一个窗口显示图片

    注意:有时候cap可能不能成功的初始化摄像头设备,这种情况下上面的代码会报错。你可以使用cap.isOpened()来检查是否成功初始化,初始化成功则为True

    二、录制保存视频

    在我们捕获视频,并对每一帧都进行加工之后我们想要保存这个视频,我们需要创建一个VideoWriter对象,我们应该确定一个输出文件的名字,播放频率和帧也要确定。

    '''
    __author__ = '卢晓军'
    __date__ = '2016/12/22'
    __Desc__ = 使用Python借助opencv实现对图像的读取,写入
    '''
    import sys
    reload(sys)
    import cv2
    import numpy as np
    sys.setdefaultencoding('utf8')
    
    # 选取摄像头,0为笔记本内置的摄像头,1,2···为外接的摄像头
    cap = cv2.VideoCapture(0)
    # cap.set(3,1080)
    # cap.set(4,720)
    
    # 为保存视频做准备
    fourcc = cv2.cv.CV_FOURCC('D', 'I', 'B', ' ')
    # 第三个参数则是镜头快慢的,20为正常,小于二十为慢镜头
    out = cv2.VideoWriter('output2.avi', fourcc,3.0,(640,480))
    while True:
        # 一帧一帧的获取图像
        ret,frame = cap.read()
        if ret == True:
            frame = cv2.flip(frame, 1)   #第二个参数小于1,摄像头是反的,大于等于1是正常的
            # 在帧上进行操作
            # gray = cv2.cvtColor(frame,cv2.COLOR_BGR2GRAY)
            # 开始保存视频
            out.write(frame)
            # 显示结果帧
            cv2.imshow('frame', frame)
            if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
                break
        else:
            break
    # 释放摄像头资源
    cap.release()
    out.release()
    cv2.destroyAllWindows()
    

    Fourcc    就是一个4字节码,用来确定视频的编码格式

    一开始我是用的fourcc是:

    fourcc = cv2.cv.FOURCC(*'XVID')
    

    但是总是不能正确的录制出视频文件,显示大小为0KB。最后发现是电脑上没有响应的视频解码库导致的,解决办法:

    fourcc = cv2.cv.CV_FOURCC('D', 'I', 'B', ' ')
    

    三、从文件中播放视频

    import cv2
    import numpy as np
    
    cap = cv2.VideoCapture('output2.avi')
    while True:
        ret, frame = cap.read()
        if frame == None:    #最后读取完
            break
        cv2.imshow('capture', frame)
        if cv2.waitKey(120) == 27:  # 按Esc退出
            break
    cap.release()
    cv2.destroyAllWindows()

    注意:如果cv2.waitKey()中的参数小于1的时候,画面停止,就是属于无限等待输入,输入的频率越快,播放的速度就越快

    opencv绘图操作

    学习使用OpenCV画几何图形,主要的函数为:cv2.line(),cv2.circle(),cv2.rectangle(),cv2.ellipse(),cv2.putText等

    上述几个函数具有如下的相同类型的参数:

    img: 背景图像 color: 形状的颜色。格式为BGR,是一个元组,如(255,0,0)表示蓝色。如果是灰度图像则只需要传入灰度值。 thickness:厚度,默认值为1,如果对封闭图形传入-1,则会填充整个图形。 lineType: 线的类型,默认是8-连通,传入cv2.LINE_AA则是反锯齿,反锯齿在画曲线时看起来会更平滑。

    一、画线

    1、直线(左上角--右下角)

    import numpy as np
    import cv2
    img = np.zeros((512,512,3), np.uint8)
    
    cv2.line(img,(0,0),(511,511),(255,0,0),5)
    cv2.imshow('image',img)
    cv2.waitKey(0)
    cv2.destroyAllWindows()
    

    2、绘制矩形

    cv2.rectangle(img,(384,0),(510,128),(0,255,0),3)
    

    3、画圆

    cv2.circle(img,(447,63), 63, (0,0,255), -1)
    

    4、椭圆

    cv2.ellipse(img,(256,256),(100,50),0,0,180,255,-1)
    

    5、绘制多边形

    pts = np.array([[10,5],[20,30],[70,20],[50,10]], np.int32)
    pts = pts.reshape((-1,1,2))
    img2 = cv2.polylines(img,[pts],True,(0,255,255))
    

    6、添加文本信息

    font = cv2.FONT_HERSHEY_SCRIPT_SIMPLEX
    cv2.putText(img,'OpenCV',(10,500), font, 3,(255,255,255),2)
    

    cv2.putText()中第一个参数为背景图片,第二个为文本内容,第三个参数为距离左边框以及上边框的像素数,第四个参数是文本字体的风格,第五个参数是同比例放大的倍数,第六个是组成文本的三原色,最后一个参数是字体加粗度

    下图就是这几种图形的一个组合:

    二、鼠标事件

    1、简单入门

    import numpy as np
    import cv2
    
    events = [i for i in dir(cv2) if 'EVENT' in i]
    print events
    
    def draw_circle(event, x, y, flags, param):
        if event == cv2.EVENT_LBUTTONDBLCLK:
            cv2.circle(img, (x, y), 100, (255, 0, 0), -1)
    
    img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8)
    cv2.namedWindow('image')
    cv2.setMouseCallback('image', draw_circle)
    
    while (True):
        cv2.imshow('image', img)
        if cv2.waitKey(20) & 0xff == 27:
            break
    cv2.deltroyAllWindows()
    

    2、跟随鼠标移动进行绘制矩形或者画圆

    import numpy as np  
    import cv2  
      
    drawing = False  
    mode = True  
    ix, iy = -1, -1  
      
      
    def draw_circle(event, x, y, flags, param):  
        global ix, iy, drawing, mode  
      
        if event == cv2.EVENT_LBUTTONDOWN:  
            print 'left button down'  
            drawing = True  
            ix, iy = x,y  
        #elif event == cv2.EVENT_MOUSEMOVE and flags == cv2.EVENT_FLAG_LBUTTON:  
        elif event == cv2.EVENT_MOUSEMOVE:  
            print 'mouse move'  
            if drawing == True:  
                if mode == True:  
                    cv2.rectangle(img, (ix, iy), (x,y), (0,255,0), -1)  
                else:  
                    cv2.circle(img, (x, y), 10, (255,0,0), -1)  
        elif event == cv2.EVENT_LBUTTONUP:  
            print 'left button up'  
            drawing = False  
      
      
    img = np.zeros((512,512,3), np.uint8)  
    cv2.namedWindow('image')  
    cv2.setMouseCallback('image', draw_circle)  
      
    while(True):  
        cv2.imshow('image', img)  
        k = cv2.waitKey(1)&0xff  
        if k == ord('m'):  
            print 'you typed key m'  
            mode = not mode  
        elif k == 27:  
            break
    

    持续更新中。。。。。。。。

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