2024-12-03OpenCV图片处理基础

OpenCV图片处理基础

OpenCV的视频教学：https://www.bilibili.com/video/BV14P411D7MH

---

1-OpenCV摄像头读取

OpenCV使用摄像头读取图片帧，点击S保存当前帧到指定文件夹，点击Q关闭窗口，点击其他按钮打印按钮的值

要实现这个功能，你需要使用OpenCV的VideoCapture类来捕获摄像头的视频流，并使用cv2.waitKey()来检测按键事件。以下是一个简单的Python脚本，演示了如何使用OpenCV从摄像头读取图片帧，并根据用户的按键操作来保存当前帧或关闭窗口：

import cv2
import os

# 指定保存图片的文件夹
save_folder = "saved_frames"
if not os.path.exists(save_folder):
    os.makedirs(save_folder)

# 打开摄像头，0表示默认的摄像头
cap = cv2.VideoCapture(0)

if not cap.isOpened():
    print("无法打开摄像头")
    exit()

frame_count = 0
while True:
    # 读取一帧图像
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        print("无法读取视频帧")
        break

    # 显示图像
    cv2.imshow('Camera Feed', frame)

    # 等待按键事件，1表示等待1ms，0表示无限等待
    key = cv2.waitKey(1)

    # 's'键保存当前帧
    if key == ord('s') or key == ord('S'):
        frame_name = os.path.join(save_folder, f"frame_{frame_count}.jpg")
        cv2.imwrite(frame_name, frame)
        print(f"Frame saved as {frame_name}")
        frame_count += 1
    # 'q'键退出循环
    elif key == ord('q') or key == ord('Q'):
        break
    # 其他键打印值
    elif key != -1:
        print(f"Key pressed: {chr(key)}")

# 释放摄像头并关闭所有OpenCV窗口
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

这段代码首先检查摄像头是否可以打开，然后进入一个无限循环，在循环中不断地从摄像头读取图像帧并显示。cv2.waitKey(1)函数用于检测用户是否按下了键盘上的某个键。如果用户按下'S'或's'，则当前帧会被保存到指定的文件夹中；如果用户按下'Q'或'q'，则退出循环；如果用户按下其他键，程序会打印出该键的字符值。最后，释放摄像头资源并关闭所有OpenCV窗口。

---

2-OpenCV本地文件读取

OpenCV使用本地文件读取图片帧，点击S保存当前帧到指定文件夹，点击Q关闭窗口，点击其他按钮打印按钮的值

如果你想要从本地视频文件读取帧，而不是实时从摄像头捕获，你可以稍微修改之前的代码，使用cv2.VideoCapture来打开视频文件。以下是一个示例代码，它读取本地视频文件，并允许用户通过按键操作来保存当前帧或关闭窗口：

import cv2
import os

# 指定保存图片的文件夹
save_folder = "saved_frames"
if not os.path.exists(save_folder):
    os.makedirs(save_folder)

# 替换为你的视频文件路径
video_file_path = 'path_to_your_video_file.mp4'

# 打开视频文件
cap = cv2.VideoCapture(video_file_path)

if not cap.isOpened():
    print("无法打开视频文件")
    exit()

frame_count = 0
while True:
    # 读取一帧图像
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        print("视频播放完毕")
        break

    # 显示图像
    cv2.imshow('Video Feed', frame)

    # 等待按键事件，0表示无限等待直到有按键被按下
    key = cv2.waitKey(0)

    # 's'键保存当前帧
    if key == ord('s') or key == ord('S'):
        frame_name = os.path.join(save_folder, f"frame_{frame_count}.jpg")
        cv2.imwrite(frame_name, frame)
        print(f"Frame saved as {frame_name}")
        frame_count += 1
    # 'q'键退出循环
    elif key == ord('q') or key == ord('Q'):
        break
    # 其他键打印值
    elif key != -1:
        print(f"Key pressed: {chr(key)}")

# 释放视频文件并关闭所有OpenCV窗口
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

这段代码首先尝试打开指定的视频文件。如果成功，它将进入一个循环，在循环中逐帧读取视频内容并显示。和之前摄像头捕获的例子类似，它使用cv2.waitKey(0)来等待用户按键事件。如果用户按下'S'或's'，当前帧将被保存到指定的文件夹中；如果用户按下'Q'或'q'，程序将退出循环；如果用户按下其他任意键，程序将打印出该键的字符值。最后，它释放视频文件资源并关闭所有OpenCV窗口。

请确保将video_file_path变量替换为你自己的视频文件路径。

---

3-OpenCV录制视频

OpenCV使用摄像头读取图片帧，录制到本地文件夹中，点击Q关闭窗口

要实现从摄像头读取视频帧并录制到本地文件的功能，你需要使用OpenCV的视频写入类VideoWriter。以下是一个示例代码，展示了如何从摄像头捕获视频帧并将其保存为一个视频文件，同时按'Q'键退出录制。

首先，请确保你已经安装了OpenCV库。如果没有安装，可以使用pip来安装：

pip install opencv-python

实现思路

1. 打开摄像头以捕获视频流。
2. 设置视频写入对象以保存录制的视频。
3. 实时显示视频流，并检查用户输入。
4. 如果用户按下'Q'键，则停止录制并退出程序。

解决方案代码

import cv2

# 打开摄像头
cap = cv2.VideoCapture(0)

if not cap.isOpened():
    print("无法打开摄像头")
    exit()

# 获取视频的基本信息
width = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))
height = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))
fps = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS))

# 定义视频编码器和输出文件
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'XVID')
out = cv2.VideoWriter('output.avi', fourcc, fps, (width, height))

try:
    while cap.isOpened():
        # 读取一帧
        ret, frame = cap.read()
        if not ret:
            print("无法读取视频帧")
            break

        # 写入帧到视频文件
        out.write(frame)

        # 显示帧-自定义需要  cv2.resizeWindow('Recording', 640,360)
        cv2.imshow('Recording', frame)

        # 检查是否按下'Q'键
        if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
            print("录制结束")
            break
except Exception as e:
    print(f"发生错误: {e}")
finally:
    # 释放资源
    cap.release()
    out.release()
    cv2.destroyAllWindows()

代码解释

1. 打开摄像头 ：使用cv2.VideoCapture(0)打开默认摄像头。
2. 获取视频属性：获取帧的宽度、高度和FPS，这些信息用于设置输出视频的属性。
3. 创建视频写入对象 ：使用cv2.VideoWriter创建一个对象来写入视频文件，指定编码器、文件名、FPS和帧大小。
4. 读取和写入帧：在循环中，读取每一帧并写入视频文件，同时显示在窗口中。
5. 检查按键 ：使用cv2.waitKey(1)检查是否有按键按下，如果按下'Q'键，则退出循环。
6. 释放资源：确保释放摄像头和视频写入对象，并关闭所有OpenCV窗口。

---

4-OpenCV控制鼠标

OpenCV控制鼠标打印鼠标的移动轨迹

使用Python和OpenCV库来创建一个窗口并设置鼠标回调函数，可以按照以下步骤进行操作：

1. 导入必要的库。
2. 定义一个鼠标回调函数，它将接收鼠标事件、x和y坐标以及用户定义的数据。
3. 创建一个窗口。
4. 设置鼠标回调函数到这个窗口。
5. 显示一个图像（或者保持窗口打开但不显示任何图像）。
6. 等待用户按键来关闭程序。

下面是具体的实现代码：

import cv2
import numpy as np

# 鼠标回调函数
def mouse_callback(event, x, y, flags, param):
    # event: 鼠标的动作类型
    # x, y: 鼠标指针的位置坐标
    # flags: 按下的特殊键位信息
    # param: 用户传递的数据
    
    # 打印鼠标事件
    print(f"Event: {event}, X: {x}, Y: {y}")
    
    # 打印鼠标点击时的按钮信息
    if event == cv2.EVENT_LBUTTONDOWN:
        print("Left button of the mouse is clicked")
    elif event == cv2.EVENT_RBUTTONDOWN:
        print("Right button of the mouse is clicked")
    elif event == cv2.EVENT_MBUTTONDOWN:
        print("Middle button of the mouse is clicked")
    elif event == cv2.EVENT_MOUSEMOVE:
        print("Mouse is moving")


# 创建一个窗口（类比创建一个按钮绑定一个点击事件）
cv2.namedWindow('image')
# 将回调函数设置到窗口上
cv2.setMouseCallback('image', mouse_callback)

# 创建一个黑色图像
img = np.zeros((512, 512, 3), np.uint8)

# 显示图像
while True:
    cv2.imshow('image', img)
    if cv2.waitKey(20) & 0xFF == 27:  # 按ESC退出
        break

# 关闭所有窗口
cv2.destroyAllWindows()

在这段代码中：

• mouse_callback 函数被定义用来处理鼠标事件。它会根据传入的 event 参数来判断发生了哪种类型的鼠标事件，并打印相应的消息。
• 使用 cv2.namedWindow 创建了一个名为 'image' 的窗口。
• 使用 cv2.setMouseCallback 方法将 mouse_callback 函数绑定到 'image' 窗口，这样每当在这个窗口内发生鼠标事件时，mouse_callback 函数就会被调用。
• cv2.imshow 用于显示图像。这里我们创建了一个全黑的图像。
• cv2.waitKey(20) 是用来等待用户按键的，这里设置为20毫秒，是为了让程序有足够的时间响应鼠标事件。如果按下了ESC键（ASCII码值为27），则跳出循环。
• 最后，使用 cv2.destroyAllWindows 关闭所有由OpenCV创建的窗口。

运行这段代码后，当你在窗口中移动鼠标或点击鼠标时，控制台会输出相应的鼠标事件和位置信息。

---

4-OpenCV使用TrackBar

OpenCV创建3个TrackBar分别对应R/G/B，拖动TrackBar改变展示图片的颜色

要使用OpenCV创建三个Trackbar来分别控制图片的红（R）、绿（G）、蓝（B）三个颜色通道，你可以按照以下步骤编写代码：

1. 导入必要的库。
2. 加载一张图片。
3. 创建一个窗口用于显示图片。
4. 创建三个Trackbar，分别对应R、G、B通道。
5. 定义一个回调函数，用于更新图片的颜色通道值。
6. 在主循环中显示更新后的图片。

下面是一个完整的示例代码：

import cv2
import numpy as np

# 加载图片
img = cv2.imread('path_to_your_image.jpg')  # 替换为你的图片路径

# 创建一个窗口用于显示图片
cv2.namedWindow('image')

# 创建三个Trackbar，分别对应R、G、B通道
cv2.createTrackbar('R', 'image', 0, 255, lambda x: None)
cv2.createTrackbar('G', 'image', 0, 255, lambda x: None)
cv2.createTrackbar('B', 'image', 0, 255, lambda x: None)

# 初始化颜色通道值
r = 0
g = 0
b = 0

# 定义一个回调函数，用于更新图片的颜色通道值
def update_color(x):
    global r, g, b
    r = cv2.getTrackbarPos('R', 'image')
    g = cv2.getTrackbarPos('G', 'image')
    b = cv2.getTrackbarPos('B', 'image')
    new_img = np.zeros_like(img)
    new_img[:, :, 0] = r  # 更新R通道
    new_img[:, :, 1] = g  # 更新G通道
    new_img[:, :, 2] = b  # 更新B通道
    cv2.imshow('image', new_img)

# 初始调用一次回调函数以显示初始颜色
update_color(0)

# 主循环
while True:
    if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):  # 按'q'键退出
        break

# 释放所有资源
cv2.destroyAllWindows()

在这段代码中，我们首先加载了一张图片，并创建了一个窗口来显示它。然后，我们为R、G、B三个通道各创建了一个Trackbar，范围从0到255。我们定义了一个update_color函数，它会被Trackbar的回调自动调用，以更新图片的颜色通道值。在主循环中，我们检查是否有按键事件，如果用户按下了'q'键，则退出循环。

请确保将'path_to_your_image.jpg'替换为你的图片文件的实际路径。如果你没有图片文件，可以使用OpenCV自带的示例图片或者一张你本地的图片。

---