OpenCV学习（1）——GUI特性

GUI特性

图像入门

读取图像

• 使用 cv.imread() 函数读取图像。

  • 图像应该在工作目录或图像的完整路径应给出。
  • 使用一个标志指定读取图像的方式。

• 函数格式

  cv.imread(src，flag)
  

• 参数介绍

  参数	描述
  src	图像路径
  flag	cv.IMREAD_COLOR： 加载彩色图像。任何图像的透明度都会被忽视。它是默认标志。 cv.IMREAD_GRAYSCALE：以灰度模式加载图像 cv.IMREAD_UNCHANGED：加载图像，包括alpha通道

  • 如果缺少文件，权限不当，格式不受支持或无效，当 print（图片）时，将返回 None；
  • 该函数通过内容而不是文件扩展名来决定图像类型；
  • 图像数据将以 B,G,R 的顺序存储；
  • 可以使用 1,0,-1 代替表示参数flags的三种图像读取方式。

• 例子

  import numpy as np
  import cv2 as cv
  
  # 加载彩色灰度图像
  img = cv.imread('messi5.jpg'，0)
  

显示图像

• 使用函数 cv.imshow()在窗口中显示图像。窗口自动适合图像尺寸。

  • 函数格式

    cv.imread(window，img， flags)
    

  • 参数描述

    参数	描述
    window	窗口名称，它是一个字符串。 可以根据需要创建任意多个窗口，但可以使用不同的窗口名称。
    img	图像对象

• 使用函数 cv.waitKey() 绑定键盘

  • 函数格式

    cv.waitKey(sec)
    

  • 参数介绍

    参数	描述
    sec	以毫秒为单位的时间，等待任何键盘事件指定的毫秒

  • 如果在这段时间内按下任何键，程序将继续运行。

  • 如果0被传递，它将无限期地等待一次敲击键。它也可以设置为检测特定的按键

• 使用函数摧毁窗口

  • cv.destroyAllWindows()只会破坏我们创建的所有窗口。
  • 如果要销毁任何特定的窗口，请使用函数 cv.destroyWindow()在其中传递确切的窗口名称作为参数。

• 使用函数 cv.namedWindow() 创建窗口

  • 通过功能 cv.namedWindow() 创建一个空窗口，然后再将图像加载到该窗口。
  • 可以指定窗口是否可调整大小。
    • 默认情况下，该标志为 cv.WINDOW_AUTOSIZE。
    • 如果将标志指定为 cv.WINDOW_NORMAL，则可以调整窗口大小。当图像尺寸过大以及向窗口添加跟踪栏时，这将很有帮助。

• 例子

  cv.namedWindow('image'，cv.WINDOW_NORMAL)
  cv.imshow('image'，img)
  cv.waitKey(0)
  cv.destroyAllWindows()
  

写入图像

• 使用函数 cv.imwrite() 保存图像。

• 函数格式

  cv.imwrite(filename，img，flags)
  

• 参数介绍

  参数	描述
  filename	文件名
  img	要保存的图像
  flags	可选参数

  • flags参数
    • cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY：对于jpeg格式的图片使用该参数。其表示的是图像的质量，值用0-100的整数表示，默认为95；
    • cv2.IMWRITE_PNG_COMPRESSION：对于png格式的图片使用该参数，表示的是压缩级别，值从0到9，压缩级别越高，图像尺寸越小。默认级别为3；
    • cv2.CV_IMWRITE_WEBP_QUALITY：设置图片的格式为webp格式的图片质量，值为0-100。

• 例子

  import numpy as np
  import cv2 as cv
  img = cv.imread('text.jpg',0)
  cv.imshow('image',img)
  k = cv.waitKey(0)
  if k == 27:         # 等待ESC退出
      cv.destroyAllWindows()
  elif k == ord('s'): # 等待关键字，保存和退出
      cv.imwrite('messigray.png',img)
      cv.destroyAllWindows()
  

视频入门

从相机中读取视频

• 使用 VideoCapture 对象捕获视频

  • 函数格式

    cv.VideoCapture()
    

  • 参数介绍

    • 参数是设备索引或视频文件的名称。设备索引就是指定哪个摄像头的数字。正常情况下，一个摄像头会被连接。可以通过传递1来选择第二个相机，以此类推。
    • 可以通过传递1来选择第二个相机，以此类推。

  • isOpened() 方法检查 VideoCapture 是否已初始化。

    • 如果是True，那么确定。
    • 否则，使用 cap.open() 打开它。

  • 例子

    import numpy as np
    import cv2 as cv
    cap = cv.VideoCapture(0)
    if not cap.isOpened():
        print("Cannot open camera")
        exit()
    while True:
        # 逐帧捕获
        ret, frame = cap.read()
        # 如果正确读取帧，ret为True
        if not ret:
            print("Can't receive frame (stream end?). Exiting ...")
            break
        # 我们在框架上的操作到这里
        gray = cv.cvtColor(frame, cv.COLOR_BGR2GRAY)
        # 显示结果帧e
        cv.imshow('frame', gray)
        if cv.waitKey(1) == ord('q'):
            break
    # 完成所有操作后，释放捕获器
    cap.release()
    cv.destroyAllWindows()
    

• 使用 VideoCapture 对象的 read() 捕获帧

  • 函数格式

    import cv2 as cv
    cap = cv.VideoCapture()
    ret, frame = cap.read()
    

  • 返回值介绍

    返回值	描述
    ret	布尔值，如果读取帧是正确的则返回True，如果文件读取到结尾，它的返回值就为False。
    frame	rame就是每一帧的图像，是个三维矩阵，类型为 numpy.ndarray 类型。

• 使用 VideoCapture 对象的get(propId)方法访问该视频的某些功能

  • 函数格式

    cv.VideoCapture.get(propId)
    

  • 参数介绍

    • propId 是 0 到 18 之间的一个数字。每个数字表示视频的属性（如果适用于该视频）

  • 函数功能

    param	define
    cv2.VideoCapture.get(0)	视频文件的当前位置（播放）以毫秒为单位
    cv2.VideoCapture.get(1)	基于以0开始的被捕获或解码的帧索引
    cv2.VideoCapture.get(2)	视频文件的相对位置（播放）：0=电影开始，1=影片的结尾。
    cv2.VideoCapture.get(3)	在视频流的帧的宽度
    cv2.VideoCapture.get(4)	在视频流的帧的高度
    cv2.VideoCapture.get(5)	帧速率
    cv2.VideoCapture.get(6)	编解码的4字-字符代码
    cv2.VideoCapture.get(7)	视频文件中的帧数
    cv2.VideoCapture.get(8)	返回对象的格式
    cv2.VideoCapture.get(9)	返回后端特定的值，该值指示当前捕获模式
    cv2.VideoCapture.get(10)	图像的亮度(仅适用于照相机)
    cv2.VideoCapture.get(11)	图像的对比度(仅适用于照相机)
    cv2.VideoCapture.get(12)	图像的饱和度(仅适用于照相机)
    cv2.VideoCapture.get(13)	色调图像(仅适用于照相机)
    cv2.VideoCapture.get(14)	图像增益(仅适用于照相机)（Gain在摄影中表示白平衡提升）
    cv2.VideoCapture.get(15)	曝光(仅适用于照相机)
    cv2.VideoCapture.get(16)	指示是否应将图像转换为RGB布尔标志
    cv2.VideoCapture.get(17)	× 暂时不支持
    cv2.VideoCapture.get(18)	立体摄像机的矫正标注（目前只有DC1394 v.2.x后端支持这个功能）

从文件播放视频

• 方法：只是用视频文件名更改摄像机索引。

• 在显示框架时，请使用适当的时间cv.waitKey()。正常情况下25毫秒就可以了。

  • 如果太小，则视频将非常快，
  • 如果太大，则视频将变得很慢。

• 例子

  import numpy as np
  import cv2 as cv
  cap = cv.VideoCapture('vtest.avi')
  while cap.isOpened():
      ret, frame = cap.read()
      # 如果正确读取帧，ret为True
      if not ret:
          print("Can't receive frame (stream end?). Exiting ...")
          break
      gray = cv.cvtColor(frame, cv.COLOR_BGR2GRAY)
      cv.imshow('frame', gray)
      if cv.waitKey(1) == ord('q'):
          break
  cap.release()
  cv.destroyAllWindows()
  

保存视频

• 通过 cv2.VideoWriter_fourcc 指定编码格式和文件名后缀

  • cv2.VideoWriter_fourcc('I', '4', '2', '0')
    • 该参数是YUV编码类型，文件名后缀为.avi
  • cv2.VideoWriter_fourcc('P', 'I', 'M', 'I')
    • 该参数是MPEG-1编码类型，文件名后缀为.avi
  • cv2.VideoWriter_fourcc('X', 'V', 'I', 'D')
    • 该参数是MPEG-4编码类型，文件名后缀为.avi
  • cv2.VideoWriter_fourcc('T', 'H', 'E', 'O')
    • 该参数是Ogg Vorbis,文件名后缀为.ogv
  • cv2.VideoWriter_fourcc('F', 'L', 'V', '1')
    • 该参数是Flash视频，文件名后缀为.flv

• 通过 cv2.VideoWriter 保存视频

  • 函数格式

    cv2.VideoWriter(filename, fourcc, fps, frameSize[, isColor])
    

  • 参数介绍

    参数	说明
    filename	要保存的文件的路径
    fourcc	指定编码器
    fps	要保存的视频的帧率
    frameSize	要保存的文件的画面尺寸
    isColor	指示是黑白画面还是彩色的画面（默认是灰度）

• cv2.VideoWriter 对象中的写入函数

  • 函数格式

    out.write(frame)
    

  • 参数介绍

    参数	说明
    out	cv2.VideoWriter赋值的变量名
    frame	每一帧写入的图像画面

• 释放资源并关闭窗口

  • object.release()
    • object是所占用资源的对象，例如：cv2.VideoCapture，cv2.VideoWriter
    • 用于释放占用的内存资源。
  • cv2.destroyAllWindows()
    • 来关闭窗口并取消分配任何相关的内存使用。

• 例子

  import numpy as np
  import cv2 as cv
  cap = cv.VideoCapture(0)
  # 定义编解码器并创建VideoWriter对象
  fourcc = cv.VideoWriter_fourcc(*'XVID')
  out = cv.VideoWriter('output.avi', fourcc, 20.0, (640,  480))
  while cap.isOpened():
      ret, frame = cap.read()
      if not ret:
          print("Can't receive frame (stream end?). Exiting ...")
          break
      frame = cv.flip(frame, 0)
      # 写翻转的框架
      out.write(frame)
      cv.imshow('frame', frame)
      if cv.waitKey(1) == ord('q'):
          break
  # 完成工作后释放所有内容
  cap.release()
  out.release()
  cv.destroyAllWindows()
  

绘图功能

创建黑色图像

• 函数原型

  img=np.zeros((width,height),void aux)
  

• 绘制灰度图像

  img=np.zeros((width,height),dtype=np.uint8)
  

• 函数彩色图像

  img=np.zeros((width,height),dtype=np.float32)
  

绘制直线

• 函数格式

  cv2.line(img,pt1,pt2,color,thickness)
  

• 参数介绍

  参数	描述
  img	图像
  pt1	起始坐标
  pt2	终止坐标
  color	线条颜色
  thickness	笔画宽度

绘制矩形

• 函数格式

  cv2.rectangle(img,pt1,pt2,color,thickness)
  

• 参数介绍

  参数	描述
  img	图像
  pt1	起始坐标
  pt2	终止坐标
  color	线条颜色
  thickness	笔画宽度（-1表示闭合图形）

绘制圆形

• 函数格式

  cv2.circle(img,center,radius,color,thickness)
  

• 参数介绍

  参数	描述
  img	图像
  center	圆心坐标
  radius	圆直径
  color	线条颜色
  thickness	笔画宽度 指定-1时，若为闭合图形，则填充整个图像

绘制椭圆

• 函数格式

  cv2.ellipse()
  

• 参数介绍

  参数	描述
  img	图像
  center	椭圆中心坐标
  axes	长轴和短轴长度
  angle	椭圆沿逆时针方向旋转的角度(0)
  startAngle	椭圆弧顺时针方向起始的角度(0)
  endAngle	椭圆弧顺时针方向结束的角度(360)
  color	线条颜色
  thickness	笔画宽度 指定 -1 时，若为闭合图形，则填充整个图像

绘制多边形

• 画多边形，需要指点每个顶点的坐标。用这些点的坐标构建一个大小等于行数。

• 函数格式

  cv2.polylines()
  

• 参数介绍

  参数	描述
  img	图像
  pts	多边形曲线点的数组 点组成形状为ROWSx1x2的数组，其中ROWS是顶点数，并且其类型应为int32。
  isClosed	指示绘制的多段线是否闭合的标志 如果第三个参数为False，您将获得一条连接所有点的折线，而不是闭合形状
  color	颜色
  thickness	多段线边的厚度
  lineType	线段的类型
  shift	顶点坐标中的小数位数

绘制文字

• 函数格式

  cv2.putText() 
  

• 参数介绍

  参数	描述
  img	图像
  text	文字内容
  org	文字左下角起始坐标
  fontFace	字体
  fontScale	文字大小
  color	颜色
  thickness	多段线边的厚度
  lineType	线段的类型