OpenCV学习笔记1-图像与视频的加载与显示(附代码实现)

1 创建和显示窗口

1.1创建命名窗口

• cv2.namedWindow(winname[, flags]) 创建命名窗口
  • winname 窗口名称，自己随意取
  • frags 窗口的标识
    • （默认）frags = 1：cv2.WINDOW_AUTOSIZE
      窗口大小自动适应图片大小，并且不可手动更改
    • frags = 0：cv2.WINDOW_NORMAL
      用户可以改变这个窗口大小

1.2改变窗口大小

• cv2.resizeWindow(winname, width, height) 改变窗口大小
  • winname 窗口名
  • width 窗口宽度
  • height 窗口高度

1.3显示窗口

• cv2.imshow(winname, mat) 显示窗口
  • winname 窗口名称(一般来说，名字和namedWindow/resizeWindow一致)
  • mat 传入的图像（ndarray）
    • 为0 ，黑图
    • others 其他图像

1.4 等待

• cv2.waitKey([, delay]) 等待用户输入
  • delay <= 0：一直等待按键，一般为0
  • delay取正整数：等待按键的时间，单位是毫秒，超过时间没有按的话窗口会自动关闭
  • 返回值：等待期间有按键，则返回对应按键的ASCII码；等待期间无按键，返回-1

1.5销毁窗口

• cv2.destroyAllwindows() 摧毁所有窗口

• cv2.destroyWindow(winname) 摧毁指定窗口

  • winname 窗口名

  # opencv名字叫做opencv但是导包的时候, 叫做cv2
  import cv2
  # python函数编码规范, 单词首字母小写, 单词与单词之间用下滑线连接.wait_key
  # 创建窗口
  # cv2.WINDOW_AUTOSIZE不允许修改窗口大小
  # cv2.namedWindow('window', cv2.WINDOW_AUTOSIZE)
  # cv2.namedWindow('window', 1)
  
  # WINDOW_NORMAL可以让窗口大小变得可以调节
  cv2.namedWindow('window', cv2.WINDOW_NORMAL)
  # cv2.namedWindow('window', 0)
  
  # 更改窗口的大小
  cv2.resizeWindow('window', 800, 600)
  
  # 展示名字为window的窗口
  cv2.imshow('window', 0)
  
  # 等待按键
  # waitKey会返回按键的ascii的值
  # 0表示接受任意按键. 如果给其他的整数, 表示等待按键的时间. 单位是毫秒. 
  #  可以利用waitkey来销毁窗口, 不用每次都重启python.
  key = cv2.waitKey(0)
  # key是int型, 最少都是16位, 但是ascii码是8位. 
  if key & 0xFF == ord('q'): # if key ==ord('q'): ->计算ascii码
      print('准备销毁窗口')
      cv2.destroyAllWindows()
  

2 加载显示图片

• cv2.imread(filename[, flags]):

  • filename 路径+图片名.格式 ，例如：./cat.jpeg
  • flags 标志位，表示读取数据的格式
    • flags = 1（默认），读取彩色图像（cv2.IMREAD_COLOR）
    • flags = -1，读取灰度图像（cv2.IMREAD_GRAYSCALE）
    • flags = 0，读取原始图像（cv2.IMREAD_UNCHANGED）

• 使用imread可以读取图片, 默认读取的是彩色图片.比如:

  # 导入opencv包
  import cv2
  import matplotlib.pyplot as plt
  import numpy as np
  
  # 读取图片
  img = cv2.imread('./cat.jpeg')
  

  • 原图长这样:
    

    使用matplotlib显示plt.imshow(img), 长这样:

发现这个猫的样子没变, 但是颜色不太对, 这是因为OpenCV读取的图片颜色通道是按照BGR(蓝绿红)排列的, 一般图片通道都是按照RGB来排列的.为了正常的显示猫的图片, 我们要用OpenCV的图像显示方法:

cv2.imshow('cat', img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

我们可以把显示图片的方法封装成一个函数方便我们显示图片:

def cv_show(name, img):
    cv2.imshow(name, img)
    while True:
        key = cv2.waitKey(0)
        if key & 0xFF == ord('q'):
            cv2.destroyAllWindows()
            break

3 保存图片

• cv2.imwrite(filename, img[, params]): 使用imwrite保存图片.

  • filename 路径+图片名.格式 ，例如：./cat_save.png
  • img 想要保存的图像（mat类型的图像数据，ndarray）
  • params 特定格式保存的参数编码，有默认值，一般不写

  import cv2
  
  # 创建窗口，并调整大小
  cv2.namedWindow('img', cv2.WINDOW_NORMAL)
  cv2.resizeWindow('img', 640, 480)
  
  # 读取图片
  img = cv2.imread('./cat.jpeg')
  
  # 利用while循环优化退出逻辑
  while True:
      cv2.imshow('img', img)
      key = cv2.waitKey(0)
      
      if key == ord('q'):
          break
      elif key == ord('s'):
          cv2.imwrite('./cat_save.png', img)
      else:
          print(key)
      
  cv2.destroyAllWindows()
  

4 视频采集-摄像头/视频

4.1捕获摄像头

• 视频是由图片组成的, 视频的每一帧就是一幅图片, 一般是30帧, 表示一秒显示30张图片.
• cv2.VideoCapture(self, /, *args, **kwargs)

  • self：可以捕获摄像头, 用数字来表示不同的设备

    • 0：调用电脑自带摄像头
    • 1：电脑有自带摄像头，然后外接了一个USB摄像头，想使用USB摄像头

  • 如果是视频文件, 可以直接指定路径即可.

# 打开视频文件
cap = cv2.VideoCapture('./1.mp4')

# 打开摄像头
cap = cv2.VideoCapture(0)

• isOpened( ):检查是否正确打开

  if cap.isOpened(): # 若打开成功
      # 读取视频的一帧.返回标记和这一帧数据. True表示读到了数据, False表示没读到数据. 
      ret, frame = cap.read()
  else:
      ret = False
  

• 循环读取视频每一帧数据

  while True:
      # 可以读到内容ret返回True
      ret, frame = cap.read()
      # 读到最后frame就是空
      if frame is None:
          break
      if ret == True:
          cv2.imshow('result', gray)
          # 0xFF == 27表示按esc退出键会退出
          if cv2.waitKey(33) & 0xFF == 27:
              break
  cap.release()
  cv2.destroyAllWindows()
  

• read([, image])

  • 参数不写。返回两个值(标记和帧数据), 第一个为状态值, 读到帧为True, 第二个值为视频帧

• release( ) 释放资源

• 循环读取摄像头的每一帧数据

  # 打开摄像头
  import  cv2
  
  # 创建窗口，并调整大小
  cv2.namedWindow('video', cv2.WINDOW_NORMAL)
  cv2.resizeWindow('video', 640, 480)
  
  # 如果打开失败, 不会报错. 
  # cap = cv2.VideoCapture(1)
  cap = cv2.VideoCapture(0)
  
  # 循环读取摄像头的每一帧
  # while True:
  while cap.isOpened(): # 若打开成功
      # 读一帧数据, 返回标记和这一帧数据. True表示读到了数据, False表示没读到数据. 
      ret, frame = cap.read()
      
      # 可以根据ret做个判断
      if not ret:
          # 没读到数据, 直接退出
          break
          
      # 显示数据
      cv2.imshow('video', frame)
      
      # 按键退出
      key = cv2.waitKey(10) # 这里给的参数不要写0，不然只会给一帧的数据然后一直保持静止
      if key & 0xFF == ord('q'):
          break
          
  # 别忘了释放资源
  cap.release()
  cv2.destroyAllWindows()
  

4.2读取视频

• 循环读取视频每一帧数据

  # 打开视频
  import  cv2
  
  cv2.namedWindow('video', cv2.WINDOW_NORMAL)
  cv2.resizeWindow('video', 640, 480)
  
  # 如果打开失败, 不会报错. 
  # cap = cv2.VideoCapture(1)
  # 打开视频, 输入视频的地址
  cap = cv2.VideoCapture('./1.mp4')
  
  # 循环读取摄像头的每一帧
  # while True:
  while cap.isOpened():
      # 读一帧数据, 返回标记和这一帧数据. True表示读到了数据, False表示没读到数据. 
      ret, frame = cap.read()
      
      # 可以根据ret做个判断
      if not ret:
          # 没读到数据, 直接退出
          break
          
      # 显示数据
      cv2.imshow('video', frame)
      
      # 假如一个视频是30帧, 那么每张图之间要间隔多少毫秒
      # 只能是整数
      key = cv2.waitKey(1000 // 30)
      if key & 0xFF == ord('q'):
          break
          
  # 别忘了释放资源
  cap.release()
  cv2.destroyAllWindows()
  

5 视频录制

• cv2.VideoWrite_fourcc( ) 用来设置需要保存视频的格式

  • *‘mp4v’：mp4格式的视频
  • *‘XVID’：avi格式的视频

• cv2.VideoWriter( self, /, *args, **kwargs) :

  • 参数一为输出文件，要加后缀
  • 参数二为多媒体文件格式(VideoWriter_fourcc）
  • 参数三为帧率
  • 参数四为分辨率，这个大小弄错了也不行，可打开自己电脑摄像头查看参数大小

• write( ) 编码并写入缓存(每一帧数据)

• release( ) 缓存内容写入磁盘, 并释放资源

完整视频录制代码：

import cv2

cap = cv2.VideoCapture(0)

# mp4格式的视频，解包操作，等用于'm','p','4','v'
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'mp4v')

# avi格式的视频
# fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'XVID')

# 创建videowriter
# 名称，传入录好的视频，视频帧数，视频分辨率
# (640,480) 表示摄像头拍视频，这个大小弄错了也不行，主要是分辨率
vw = cv2.VideoWriter('ywl_vedio.mp4', fourcc, 30, (640, 480))
# vw = cv2.VideoWriter('ywl_vedio.avi', fourcc, 30, (640, 480))

while cap.isOpened():
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        break
        
    # 写每一帧数据
    vw.write(frame)
    cv2.imshow('frame', frame)
    
    if cv2.waitKey(30) == ord('q'):
        break
        
# 别忘了release
cap.release()
vw.release()
cv2.destroyAllWindows()

附OpenCV目录：OpenCV总目录学习笔记

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