图像数据处理——2.1 opencv基础入门

目录

2.1 opencv 基础入门

1. 图片读显存

2. 读显存进阶

3. 视频读存属性

2.1 opencv 基础入门

1. 图片读显存

• 图像基本概念：图像由像素点组成，每个像素点包含三个值R,G,B，取值范围在0-225之间，其值越大则强度越大，越接近于白色，一般来说一个彩色图像是具有三个通道构成的数组，灰度图像只有一个表示强度的通道。
• 函数讲解：cv2.imread；cv2.imshow；cv.imwrite

1.1 读取图片：retval= cv2.imread(filename, flags)
说明：retval 表示返回值，为一个numpy数组；filename表示图片的路径，需要注意不能包含中文路径，且路径错误时不会报错，但retval为none；flags表示读取图片的格式，主要有以下三种：
    cv2.IMREAD_COLOR：默认参数，彩图，可以用1代替，忽略alpha通道；
    cv2.IMREAD_GRAYSCALE：读入灰度图片，可以用0代替；
    cv2.IMREAD_UNCHANGED：读取完整图片，可以用-1代替，包括alpha通道。

1.2 显示图像：cv2.imshow(window_name, image)    #窗口自适应图片大小  
 说明：window_name表示窗口的名称，image为读取进来的图像

1.3 保存图片：retval =cv2.imwrite(filename，image，num)
说明：retval为True表示保存成功，反之为False；filename表示保存文件路径，一般来说也不可以包含中文，image表示需要保存的图像,num是可选参数，针对特定图片格式：
    JPEG/jpg，num表示的是图像质量，默认为95，取值范围为0-100的整数，值越大保存质量越高。需要配合函数使用
    Png：num表示压缩级别，默认为3，取值范围为0-9，值越大则图片压缩的越小，压缩时间越长。需要配合函数使用 

    

 alpha通道是一个8位的灰度通道，该通道用256级灰度来记录图像中的透明度复信息，定义透明、不透明和半透明区域，其中黑表示全透明，白表示不透明，灰表示半透明。

•  代码示例：显示框时长、删除窗口、更改保存图片大小与质量等

import cv2
#1. 读取图片
img = cv2.imread('1.png', cv2.IMREAD_COLOR) #彩色图像
print(type(img),img.shape)
# img = cv2.imread('messi5.jpg', 0) #灰度图片
#2. 展示图片
cv2.imshow('image',img)
cv2.waitKey(0)   #无限等待键盘输入，键入程序将会继续运行
#cv2.destroyAllWindows()  # 删除所有建立的窗口
cv2.destroyWindow('image') #删除指定窗口，需要传入特定窗口名称
#3.写入图片
cv2.imwrite('messigray.png',img,3)  #普通写入
cv2.imwrite('111.png',img, [int( cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY), 95])  #更改图片质量
cv2.imwrite('11.png',img, [int(cv2.IMWRITE_PNG_COMPRESSION), 8])  #压缩图片

2. 读显存进阶

• 函数讲解：cv2.imdecode；cv2.imencode；cv2.encode

2.1 读取含中文路径图片：cv2.imdecode(buf,flags)
说明：从指定内存缓存中读取数据，并把数据转换(解码)成图像格式，常用于从网络传输数据中恢复出图像。buf表示以字节为单位接收到的图像数据；flags表示读取图片的格式，与上文imread中flags一致。
如果给定的 buf 不是图像数据，则将返回 NULL
2.2 写入含中文路径图片：retval = cv2.imencode(ext, img[, params])
说明：将图片格式转换(编码)成流数据，赋值到内存缓存中，主要用于图像数据格式的压缩，方便网络传输。ext表示图片名称后缀，img为np.ndarray格式的图像，params表示保存图片的参数，与imwrite中num参数一致；retval为二元数组，第一个元素与cv2.imwrite返回值一致，第二个元素为np.ndarray类型的图像文件内容。
2.3 将图像编码到内存缓冲区中：cv2.encode
说明：将数组中的数据以二进制格式写进文件：np.tofile

• 代码示例： 中文路径的读取与保存，以及显示设置的键盘交互

import cv2
import numpy as np
#1. 读取中文路径的图像
imgFile = "图1.png"  # 带有中文的文件路径和文件名
img = cv2.imdecode(np.fromfile(imgFile, dtype=np.uint8), -1)
#2. 展示图片
cv2.imshow('image',img)
k= cv2.waitKey(0)   #等待键盘输入，键入程序将会继续运行
if k ==27: #esc键继续往下执行
    cv2.destroyWindow('image') #删除指定窗口，需要传入特定窗口名称
elif k == ord('s'):  # s键保存图片
    saveFile = "测试图.jpg"  # 带有中文的保存文件路径
    img_write = cv2.imencode(".jpg", img)[1].tofile(saveFile)

3. 视频读存属性

• 视频基本概念：视频是由一系列的图片组成的，它们被称为 “帧” (frame)。所以，所需做的就是通过循环将一个是视频流中的所有的帧都进行处理，每次处理一帧。
• 函数讲解：

3.1 创建读取视频的对象：cap = cv2.VideoCapture(path)
说明：path表示视频的路径。1）当其为帧数时，读取本地摄像头，0为默认相机；2）当其为视频路径时，表示读取本地视频文件；3）当前为url时，表示读取指定ip摄像头。
3.2 判断视频是否打开：retval = cv.VideoCapture.isOpened()
说明：retval为布尔类型数据，当其为True时，表示视频已成功捕获；当其为False时表示视频被破坏或者一些帧被破坏。
3.3 读取每帧图像：retval, frame = cv.VideoCapture.read( [, frame] )
说明：retval为布尔类型数据，当其为True时，表示该帧数据是否被正确读取，当读取到视频末尾，返回False；frame表示该帧视频的像素点。
3.4 视频保存：cv2.VideoWriter (path, fourcc, fps, size)
说明：path表示视频保存地址；fourcc表示视频编码器4字节代码；fps（float）表示视频帧率，size（数组）表示保存视频的帧的大小，为(宽，高)
3.5 获取视频的编码器：fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'XVID')
说明：fourcc是视频的播放格式，主要包括DIVX（“.avi”）， MJPG（“.mp4”）, X264（“.mkv”）等，其中DIVX被应用最为广泛，Windows和os中都可以应用。被传给代码的写入方法为cv2.VideoWriter_fourcc("D","I","V","X")
3.6 释放视频：cap.realease()
3.7 将图片变为灰度图：cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
3.8 修改视频的属性信息： cap.set(propId，value)
说明：proid: 属性的索引；value: 修改后的属性值
3.9 获取视频属性：retval = cap.get(propId)
说明：propId（0-18数字）：每个数字表示视频的属性，常用属性为0-7如下图

• 代码示例

import cv2
cap = cv2.VideoCapture('2.dav')     # 读取视频文件
#VideoCapture()中参数是0，表示打开笔记本的内置摄像头。
# video = cv.VideoCapture(0)
# 读取ip摄像头， 举例海康威视摄像头主码流
#reader = cv2.VideoCapture("rtsp://admin:12345@192.168.2.65:554/h264/ch1/av_stream")
if (cap.isOpened() == False): # 检查是否正确打开
    print("Error opening the video file")
fourcc =  cv2.VideoWriter_fourcc(*'XVID')
out = cv2.VideoWriter('output.avi',fourcc,20.0, (640,480))
while cap.isOpened():
    ret, frame = cap.read()  
    if frame is None:
        break
    if ret:                         # 若是读取成功
        # gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)  #转为灰度图像显示
        cv2.imshow('frame', frame)  # 显示读取到的这一帧画面
        out.write(frame)
        key = cv2.waitKey(25)       # 等待一段时间25毫秒，并且检测键盘输入
        if key == ord('q'):         # 若是键盘输入'q',则退出，释放视频
            cap.release()           # 释放视频
            break
    else:
        cap.release()
        out.release()
cv2.destroyAllWindows()             # 关闭所有窗

补充：视频读写进阶