opencv 震撼你的视觉-------基础篇

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。。。。。。。。