OpenCV中圖像與視頻的基礎(chǔ)操作總結(jié)
引言
在計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域，OpenCV是一款廣泛使用的開源庫，用于圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺任務(wù)。當(dāng)你開始使用OpenCV時(shí)，了解如何創(chuàng)建和顯示窗口，以及加載和保存圖片是至關(guān)重要的基礎(chǔ)知識(shí)。本文將介紹如何使用OpenCV進(jìn)行這些操作，幫助你更好地掌握?qǐng)D像處理和視覺任務(wù)的開發(fā)技巧。
創(chuàng)建和顯示窗口
創(chuàng)建和顯示窗口是圖像處理中的重要步驟之一。在OpenCV中，你可以使用一些簡(jiǎn)單而強(qiáng)大的函數(shù)來完成這些操作。讓我們來詳細(xì)了解一下這些函數(shù)：
- namedWindow() - 創(chuàng)建一個(gè)窗口，并指定窗口的名稱和類型。
- resizeWindow() - 調(diào)整窗口的大小，接受窗口名稱、寬度和高度作為參數(shù)。
- imshow() - 在指定的窗口中顯示圖像，接受窗口名稱和要顯示的圖像作為參數(shù)。
- waitKey() - 等待鍵盤輸入，接受等待時(shí)間（以毫秒為單位）作為參數(shù)，0表示無限等待用戶的鍵盤輸入。
- destroyAllWindows() - 關(guān)閉所有窗口。
下面是一個(gè)完整的示例代碼：
import cv2
cv2.namedWindow('new', cv2.WINDOW_NORMAL)
cv2.resizeWindow('new', 640, 480)
cv2.imshow("new", 0)
key = cv2.waitKey(0)
if(key == 'q'):
exit()
cv2.destroyAllWindows()
如何通過 OpenCV 加載圖片問題
加載圖像是使用 OpenCV 進(jìn)行圖像處理的常見操作之一。在下面的示例中，我們將了解如何使用 OpenCV 加載圖像：
1.im == image - 在代碼中，im代表圖像對(duì)象，通常用于存儲(chǔ)加載的圖像數(shù)據(jù)。
2.imread(path, flag) - 這是一個(gè)用于讀取圖像文件的函數(shù)。它接受兩個(gè)參數(shù)：path表示圖像文件的路徑，flag表示讀取圖像的方式。常見的flag選項(xiàng)包括：
- cv2.IMREAD_COLOR：加載彩色圖像。
- cv2.IMREAD_GRAYSCALE：以灰度模式加載圖像。
- cv2.IMREAD_UNCHANGED：加載圖像，包括 alpha 通道。
在下面的示例代碼中，我們將加載名為 sample.jpg 的圖像文件并顯示出來：
import cv2
cv2.namedWindow('img', cv2.WINDOW_NORMAL)
img = cv2.imread('sample.jpg')
cv2.imshow('img', img)
key = cv2.waitKey(0)
if key == ord('q'):
exit()
cv2.destroyAllWindows()
加載圖片存在的問題
在原始代碼中，存在一些問題需要解決，包括語法檢測(cè)、跨平臺(tái)路徑訪問以及程序退出邏輯。下面是對(duì)這些問題進(jìn)行優(yōu)化的詳細(xì)解釋和示例代碼：
存在的問題：
1.語法檢測(cè)有問題：原始代碼中的縮進(jìn)存在問題，影響代碼的可讀性和執(zhí)行。
2.Windows 下訪問圖片的路徑與 Mac/Linux 不同：在不同的操作系統(tǒng)中，訪問文件的路徑表示方式可能有所差異。需要注意在不同平臺(tái)上正確指定圖像文件的路徑。
3.程序退出的邏輯有問題：原始代碼中使用key == 'q'來檢測(cè)用戶是否按下 ‘q’ 鍵退出程序，但實(shí)際上waitKey()函數(shù)返回的是一個(gè)整數(shù)值。正確的做法是將鍵碼與 'q' 的 ASCII 碼值進(jìn)行比較。
以下是優(yōu)化后的代碼示例：
import cv2
cv2.namedWindow('img', cv2.WINDOW_NORMAL)
img = cv2.imread('sample.jpg')
cv2.imshow('img', img)
key = cv2.waitKey(0)
if key & 0xFF == ord('q'):
exit()
cv2.destroyAllWindows()通過以上改進(jìn)，我們解決了原始代碼中存在的語法檢測(cè)、跨平臺(tái)路徑訪問和程序退出邏輯的問題。這樣的優(yōu)化使代碼更具可讀性和可靠性。
如何通過 OpenCV 保存圖片
在OpenCV中，可以使用imwrite()函數(shù)來保存圖片。該函數(shù)接受兩個(gè)參數(shù)：要保存的文件名和要保存的圖像（以O(shè)penCV中的Mat類型表示）。你可以指定保存的文件名和文件格式（如.jpg、.png等），并將圖像數(shù)據(jù)作為參數(shù)傳遞給imwrite()函數(shù)，即可將圖像保存到指定的文件中。
imwrite(name, img)
- name，要保存的文件名
- img，是 Mat 類型
import cv2
cv2.namedWindow('img', cv2.WINDOW_NORMAL)
img = cv2.imread('sample.jpg')
cv2.imshow("img", img)
key = cv2.waitKey(0)
if(key & 0xFF == ord('q')):
cv2.destroyAllWindows()
elif(key & 0xFF == ord('s')):
cv2.imwrite('sample.png', img) # 改了一下文件格式改善后的代碼：
import cv2
cv2.namedWindow('img', cv2.WINDOW_NORMAL)
img = cv2.imread('sample.jpg')
while True:
cv2.imshow("img", img)
key = cv2.waitKey(0)
if(key & 0xFF == ord('q')):
break
elif(key & 0xFF == ord('s')):
cv2.imwrite('sample.png', img) # 改了一下文件格式
else:
print(key)
cv2.destroyAllWindows()如何利用 OpenCV 從攝像頭采集視頻（讀取視頻文件）
在許多計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用中，從攝像頭采集視頻是一個(gè)常見的任務(wù)。OpenCV提供了簡(jiǎn)單而強(qiáng)大的函數(shù)來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。下面我們將介紹如何利用OpenCV從攝像頭讀取視頻幀。
VideoCapture()：用于獲取視頻設(shè)備。它接受一個(gè)參數(shù)index，表示要使用的視頻設(shè)備的索引。通常情況下，索引為0表示使用默認(rèn)的攝像頭。
cap.read()：用于從攝像頭讀取視頻幀。
- 返回兩個(gè)值，第一個(gè)為狀態(tài)值，讀到幀為 true
- 第二個(gè)值為視頻幀
cap.release()：用于釋放VideoCapture對(duì)象。在程序結(jié)束時(shí)，應(yīng)該調(diào)用該函數(shù)釋放占用的資源。
下面是一個(gè)完整的示例代碼，展示了如何利用OpenCV從攝像頭采集視頻并實(shí)時(shí)顯示：
import cv2
# 創(chuàng)建窗口
cv2.namedWindow('video', cv2.WINDOW_NORMAL)
cv2.resizeWindow('video', 640, 480)
# 獲取視頻設(shè)備
cap = cv2.VideoCapture(0)
while True:
# 從攝像頭讀視頻幀
ret, frame = cap.read()
# 將視頻幀在窗口中顯示
cv2.imshow('video', frame)
# 等待鍵盤時(shí)間，如果為q，退出
key = cv2.waitKey(1) # 設(shè)置1ms，最低為1ms
if(key & 0xFF == ord('q')):
break
# 釋放 VideoCapture
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()如何從多媒體文件中讀取視頻幀（讀取視頻文件）
除了從攝像頭采集視頻幀，OpenCV還提供了讀取視頻文件中的視頻幀的功能。下面我們將介紹如何使用cv2.VideoCapture()函數(shù)從多媒體文件中讀取視頻幀。
cv2.VideoCapture() 從視頻文件中讀取視頻幀
下面是一個(gè)完整的示例代碼，展示了如何從視頻文件中讀取視頻幀并顯示：
import cv2
# 創(chuàng)建窗口
cv2.namedWindow('video', cv2.WINDOW_NORMAL)
cv2.resizeWindow('video', 640, 480)
# 獲取視頻設(shè)備/從視頻文件中讀取視頻幀
cap = cv2.VideoCapture("sample.mp4")
while True:
# 從攝像頭讀視頻幀
ret, frame = cap.read()
# 將視頻幀在窗口中顯示
cv2.imshow('video', frame)
# 等待鍵盤時(shí)間，如果為q，退出
key = cv2.waitKey(40) # 設(shè)置1ms，最低為1ms
if(key & 0xFF == ord('q')):
break
# 釋放 VideoCapture
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()如何將視頻數(shù)據(jù)錄制成多媒體文件（視頻錄制）
OpenCV提供了VideoWriter類，可以將視頻數(shù)據(jù)錄制成多媒體文件。
VideoWriter
- 參數(shù)一為輸出文件
- 參數(shù)二為多媒體文件格式（
VideoWriter_fourcc） - 參數(shù)三為幀率
- 參數(shù)四為分辨率大小
write
release
下面是使用VideoWriter類進(jìn)行視頻錄制的示例代碼：
import cv2
# 創(chuàng)建 VideoWriter 為寫多媒體文件
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'MJPG')
vw = cv2.VideoWriter('./out.mp4', fourcc, 25, (1280, 720)) # 分辨率要按照真實(shí)攝像頭分辨率填寫
# 創(chuàng)建窗口
cv2.namedWindow('video', cv2.WINDOW_NORMAL)
cv2.resizeWindow('video', 640, 480)
# 獲取視頻設(shè)備/從視頻文件中讀取視頻幀
cap = cv2.VideoCapture(0)
while True:
# 從攝像頭讀視頻幀
ret, frame = cap.read()
# 將視頻幀在窗口中顯示
cv2.imshow('video', frame)
# 寫數(shù)據(jù)到多媒體文件
vw.write(frame)
# 等待鍵盤時(shí)間，如果為q，退出
key = cv2.waitKey(1) # 設(shè)置1ms，最低為1ms
if(key & 0xFF == ord('q')):
break
# 釋放 VideoCapture
cap.release()
# 釋放VideoWriter
vw.release()
cv2.destroyAllWindows()代碼優(yōu)化
在下面的代碼中，我們對(duì)代碼進(jìn)行了優(yōu)化以解決一些問題：
- 顯示窗口為什么變大了？
- 使用
isOpened()判斷攝像頭是否已打開 - 采集數(shù)據(jù)時(shí)要判斷數(shù)據(jù)是否獲取到了
import cv2
# 創(chuàng)建 VideoWriter 為寫多媒體文件
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'MJPG')
vw = cv2.VideoWriter('./out.mp4', fourcc, 25, (1280, 720)) # 分辨率要按照真實(shí)攝像頭分辨率填寫
# 創(chuàng)建窗口
cv2.namedWindow('video', cv2.WINDOW_NORMAL)
cv2.resizeWindow('video', 640, 480)
# 獲取視頻設(shè)備/從視頻文件中讀取視頻幀
cap = cv2.VideoCapture(0)
while cap.isOpened(): # ?判斷攝像頭是否打開
# 從攝像頭讀視頻幀
ret, frame = cap.read()
if ret == True: # ?判斷是否獲取到數(shù)據(jù)
# 將視頻幀在窗口中顯示
cv2.imshow('video', frame)
cv2.resizeWindow('video', 640, 480) # ?窗口變大了
# 寫數(shù)據(jù)到多媒體文件
vw.write(frame)
# 等待鍵盤時(shí)間，如果為q，退出
key = cv2.waitKey(1) # 設(shè)置1ms，最低為1ms
if(key & 0xFF == ord('q')):
break
else:
break
# 釋放 VideoCapture
cap.release()
# 釋放VideoWriter
vw.release()
cv2.destroyAllWindows()OpenCV 控制鼠標(biāo)
下面將了解如何使用 OpenCV 控制鼠標(biāo)。具體來說，我們將了解如何設(shè)置鼠標(biāo)回調(diào)函數(shù)，以便在鼠標(biāo)事件發(fā)生時(shí)執(zhí)行特定的操作。
設(shè)置鼠標(biāo)回調(diào)函數(shù)
setMouseCallback(winname, callback, userdata)
callback(event, x, y, flags, userdata)
- event：鼠標(biāo)移動(dòng)，按下左鍵
- x，y：鼠標(biāo)左鍵
- flags：鼠標(biāo)鍵及組合鍵
下面是一個(gè)完整的示例代碼，演示了如何設(shè)置鼠標(biāo)回調(diào)函數(shù)并在窗口中顯示鼠標(biāo)事件的信息：
import cv2
import numpy as np
# 鼠標(biāo)回調(diào)函數(shù)
def mouse_callback(event, x, y, flags, userdata):
print(event, x, y, flags, userdata)
# mouse_callback(1, 100, 100, 16, "666")
# 創(chuàng)建窗口
cv2.namedWindow('mouse', cv2.WINDOW_NORMAL)
cv2.resizeWindow('mouse', 640, 360)
# 設(shè)置鼠標(biāo)回調(diào)
cv2.setMouseCallback('mouse', mouse_callback, "123")
# 顯示窗口和背景
img = np.zeros((360, 640, 3), np.uint8) # 全黑圖片
while True:
cv2.imshow('mouse', img)
key = cv2.waitKey(1)
if key & 0xFF == ord('q'):
break
cv2.destroyAllWindows()OpenCV 中的 TrackBar 控件
TrackBar 是 OpenCV 提供的一個(gè)圖形用戶界面控件，用于在窗口中創(chuàng)建滑動(dòng)條，通過滑動(dòng)條可以動(dòng)態(tài)調(diào)整某個(gè)參數(shù)的值。下面將介紹如何在 OpenCV 中使用 TrackBar 控件。
createTrackbar
- trackbarname，winname
- value：trackbar 當(dāng)前值
- count：最小值為0，最大值為 count
- callback，userdata
getTrackbarPos
- 輸入?yún)?shù)：trackbarname
- 輸入?yún)?shù)：winname
- 輸出：當(dāng)前值
在下面代碼中，我們將創(chuàng)建了一個(gè)名為 ‘trackbar’ 的窗口，并在其中創(chuàng)建了三個(gè) TrackBar，分別用于控制紅、綠、藍(lán)三個(gè)通道的值。每個(gè) TrackBar 的取值范圍為 0~255。我們還創(chuàng)建了一個(gè)背景圖片，其顏色將根據(jù) TrackBar 的值進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。
import cv2
import numpy as np
def callback():
pass
# 創(chuàng)建窗口
cv2.namedWindow('trackbar', cv2.WINDOW_NORMAL)
# 創(chuàng)建 trackbar
cv2.createTrackbar('R', 'trackbar', 0, 255, callback)
cv2.createTrackbar('G', 'trackbar', 0, 255, callback)
cv2.createTrackbar('B', 'trackbar', 0, 255, callback)
# 創(chuàng)建一個(gè)背景圖片
img = np.zeros((480, 640, 3), np.uint8) # 黑色背景
while True:
# 獲取當(dāng)前 trackbar 的值
r = cv2.getTrackbarPos('R', 'trackbar')
g = cv2.getTrackbarPos('G', 'trackbar')
b = cv2.getTrackbarPos('B', 'trackbar')
# 改變背景圖片顏色
img[:] = [b, g, r] # img[:] 表示所有像素
cv2.imshow('trackbar', img)
key = cv2.waitKey(10)
if key & 0xFF == ord('q'):
break
cv2.destroyAllWindows()總結(jié)
這篇博客簡(jiǎn)單介紹了 OpenCV 的OpenCV 圖像與視頻的基礎(chǔ)操作，包括窗口創(chuàng)建、圖像加載和保存、攝像頭視頻采集以及多媒體文件錄制等內(nèi)容。同時(shí)，還提供了代碼優(yōu)化技巧以及鼠標(biāo)交互和 TrackBar 控件的應(yīng)用。通過閱讀這篇博客，讀者可以全面了解 OpenCV 的功能和用法，掌握?qǐng)D像處理的基本技能。
以上就是OpenCV中圖像與視頻的基礎(chǔ)操作總結(jié)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于OpenCV圖像視頻操作的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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