Python进阶(1) cv2

文章目录0. 前言1. 图像操作1.1. 读写1.2. 常用操作2 . 视频操作2.1. 读视频2.2. 写视频3. 展示窗口3.1. 流水账3.2. 应用附录关于如何查询Opencv-Python API0. 前言包含APIcv2.imreadcv2.imwritecv2.resizecv2.cvtColorcv2.VideoCapturecv2.VideoWritercv2.namedWind

清欢守护者

632人浏览 · 2020-05-21 23:06:51

清欢守护者 · 2020-05-21 23:06:51 发布

文章目录

0. 前言

包含API
- cv2.imread
- cv2.imwrite
- cv2.resize
- cv2.cvtColor
- cv2.VideoCapture
- cv2.VideoWriter
- cv2.namedWindow
- cv2.imshow
- cv2.waitKey
- cv2.destroyWindow
- cv2.putText

1. 图像操作

1.1. 读写

读：cv2.imread(filename, mode)
- 得到的是 numpy.ndarray 对象，数据类型为 np.uint8。
- mode 指的是读取的模式，默认为cv2.IMREAD_COLOR。
- 如果原本图像与指定的mode不同，则会自动转换图像。
  - 例如，原始图像为RGB，输入模式选择 cv2.IMREAD_GRAYSCALE，则得到shape为(h, w)的灰度图。
  - 例如，原始图像是灰度图，输入模式选择 cv2.IMREAD_COLOR，则得到shape为(h, w, 3)的图像。
- 具体选项可以查看官方文档
写：cv2.imwrite(filename, img[, params])
- params 指的是 ImwriteFlags，输入的形式为 [paramId_1, paramValue_1, paramId_2, paramValue_2, ...]，具体参数可以查看官方文档。
- 实例：cv2.imwrite('/path/to/target/image.jpg', img, [cv.IMWRITE_JPEG_QUALIRY, 100])

1.2. 常用操作

获取像素点：
- cv2中图像通过 numpy.ndarray 表示，shape为 (height, width[, channel])。
- 可以直接通过指定下标来获取对应的像素点取值。
设置图像尺寸：cv.resize(src, dsize[, dst[, fx[, fy[, interpolation]]]])
- 目标尺寸dsize的格式为 (width, height)。
  - 注意，与熟悉的 (height, width) 刚好相反。
  - 如果为0则表示
- fx/fy 分别表示x轴（宽度）/y轴（高度）的缩放比例。
  - 若指定了 dsize 则这两个参数无效。
  - 默认为0，不进行额外缩放。
- interpolation 表示差值方法，默认为双线性插值。
  - 完整版可以查看官方文档
颜色空间转换：cv2.cvtColor
画框：

1.3. 写入文本（包括写入中文与英文）

写入英文文本：
- cv2.putText(img, text, org, fontFace, fontScale, color, thickness, lineType, bottomLeftOrigin)
- 参数分别是：图片，文本，文本左下方位置（左上角是0, 0原点），字体，字体大小，颜色，字体粗细，（后两个不清楚）
- 字体类型的选项有
- 字体大小是浮点数，原始字体的大小，乘以本参数，就是最终字体大小
- 字体粗细是整数
写入中文文本：
- 好像有什么通过opencv的contrib实现，但我没试过。
- 网上都建议使用 pillow 实现，这里记录一下。
  - 这种方法有一个问题需要处理：指定字体，后面单独记录下。
  - 下列函数的输入的是一张cv2读取的bgr图片。

def _add_chinese_in_image(img, context, color=(255, 0, 0)):
    img = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2RGB)
    img = Image.fromarray(np.array(img))

    draw = ImageDraw.Draw(img)
    font = ImageFont.truetype("MSYH.TTF", 20, encoding="utf-8")
    draw.text((0, 0), context, color, font=font)

    img = cv2.cvtColor(np.array(img), cv2.COLOR_RGB2BGR)
    return img

字体相关
- 在Windows下，字体在 C:\Windows\Fonts，随便选择一个中文字体就可以了。
- 在Linux下，字体保存在 /usr/share/fonts 下，可以通过 fc-list :lang=zh 查询中文字体。
- 在指定字体时，需要指定字体文件的名称。
  - Windows下，字体文件名称可通过右键+属性查看，例如
  - 在Linux下，fc-list :lang=zh 命令中就有显示，例如
- 在Linux中安装中文字体
  - 第一步：在 /usr/share/fonts 下随便建立一个新的文件夹，例如 /usr/share/Msyh
  - 第二步：将Windows下的字体文件导入上面的文件夹中。
  - 第三步：在 /usr/share/fonts 目录下运行 fc-cache -vf，刷新字体缓存。
  - 第四步：通过 fc-list :lang=zh 验证安装结果。

2 . 视频操作

2.1. 读视频

主要就是对 cv2.VideoCapture 的操作。
定义：cv.VideoCapture(index/filename/url[, apiPreference])
- 第一个参数可以是本机摄像头编号、本地文件名、url数据流。
- 第二个参数没细看，一般都不用，好像是用来指定后端类别，如ffmpeg。
获取各类属性：cap.get()
- 常用的如下，更多可以查看官方文档
- 也有对应的 cap.set() 来改变参数。

cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES // 下一次要处理的帧编号，从0开始计数
cv2.CAP_PROP_FRAME_COUNT // 总帧数
cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH // 宽度
cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT // 高度
cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES // 当前位置（在第几帧）
cv2.CAP_PROP_FPS // FPS

读取视频：flag, frame = cap.read()
释放资源：cap.release()
使用实例：

cap = cv2.VideoCapture('/path/to/mp4')
// 另一种方法
// cap = cv2.VideoCapture()
// cap.open('/path/to/mp4')

while True:
    flag, frame = cap.read()
    if not flag:
        break
    ...

cap.release()

2.2. 写视频

主要就是对 cv2.VideoWriter的操作。
定义：cv.VideoWriter(filename, fourcc, fps, frameSize[, isColor])
- fourcc：指定编码器参数，通过 cv2.VideoWriter_fourcc(*'XVID') 来定义。
  - 下面参考了这里
  - mp4v对应mp4。
  - I420对应avi，未压缩的YUV颜色编码，4:2:0色度子采样，兼容性好，但文件较大。
  - xvid对应avi，MPEG-4编码类型，视频大小为平均值，MPEG4所需要的空间是MPEG1或M-JPEG的1/10，它对运动物体可以保证有良好的清晰度。
  - flv1对应flv，流媒体格式是一种新的视频格式，形成的文件极小、加载速度极快，使得网络观看视频文件成为可能，有效地解决了视频文件导入Flash后，使导出的SWF文件体积庞大，不能在网络上很好的使用等缺点。
- fps：指定帧率。
- frameSize：指定视频尺寸，结构是 (w, h)。
获取/设置属性：writer.get/set
- 主要包括了四个参数：
  - cv2.VIDEOWRITER_PROP_QUALITY
  - cv2.VIDEOWRITER_PROP_FRAMEBYTES
  - cv2.VIDEOWRITER_PROP_NSTRIPES
  - cv2.VIDEOWRITER_PROP_IS_COLOR
- 具体请查看官方文档
写数据：writer.write(img)
释放资源：writer.release()

writer = cv2.VideoWriter('./test.mp4', cv2.VideoWriter_fourcc('M', 'J', 'P', 'G'), fps, size)
// writer = cv2.VideoWriter('./test.mp4', -1, fps, size)
...
while flag:
    ...
    writer.write(frame)
writer.release()

3. 展示窗口

TODO
- 视频进度条

3.1. 流水账

cv2.namedWindow('Example', cv2.WINDOW_AUTOSIZE)
- 构建窗口。
- 第一个参数是框的名称，第二个用于尺寸参数。
cv2.imshow('Example', img)
- 在窗口中展示图片。
- 第一个参数用于选择定义过的 cv::namedWindow，第二个参数是图像对象，即ndarray对象。
cv2.waitKey(0)
- 停留在当前画面的时间。
- 如果是0，则无限停留；如果是数字，则停留对应的毫秒。
- 返回值是按下按钮的ASCII码。
cv2.destroyWindow('Example')
- 关闭窗口。
- 参数是窗口名称。

3.2. 应用

创建窗口，显示图片，按键结束，销毁窗口。

cv2.namedWindow('Example', cv2.WINDOW_AUTOSIZE)
cv2.imshow('Example', img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyWindow('Example')

附录

关于如何查询Opencv-Python API

首先明确，官方并没有给出cv2单独的文档，而是与C++ API放在一起，Python与C++的API相同。
在官网中打开打开 Modules 选项卡，然后在右上方Search中寻找自己需要的API。
以查询 cv2.VideoCapture 相关API为例
- 首先，通过关键字查询对应的类，然后选择。
- 然后，查询相关的API，如果有Python关键字，说明就有对应的cv2 API。