第二章

使用numpy.array访问图像数据

改变一个特定像素的值：

numpy.array提供的item()
- item(x,y,id)
- id为索引，B G R
itemset()
- itemset((x,y,id),val)
- (x,y,索引，要设定的值)

操作通道：将指定通道所有值置0

import cv2
import numpy as np
img = cv2.imread('1.png')
img[:,:,1] = 0

视频文件的读/写

OpenCV提供了VideoCapture类和VideoWriter类支持各种格式的视频文件(都支持AVI格式),到达视频文件末尾前，可通过read()获取新的帧，每一帧是一幅基于BGR格式的图像

import cv2
videoCapture = cv2.VideoCapture('2_1.avi')
fps = videoCapture.get(cv2.CAP_PROP_FPS)#帧速率
size = (int(videoCapture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)),int(videoCapture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)))
videoWriter = cv2.VideoWriter('2_1_copy.avi',cv2.VideoWriter_fourcc('I','4','2','0'),fps,size)sucess , frame = videoCapture.read()
while sucess:videoWriter.write(frame)sucess , frame = videoCapture.read()

其中编解码器的可用性常用选项：

cv2.VideoWriter_fource('I','4','2','0'):该选项是一个未压缩的YUV颜色编码，4：2：0色度子采样。这种编码有很好地兼容性，但会产生较大文件,文件扩展名.avi (例子视频145K，产生了12.4M文件)
cv2.VideoWriter_fource(‘P’,‘I’,‘M’,‘1’): 生成.avi
cv2.VideoWriter_fource(‘X’,‘V’,‘I’,‘D’):MPEG-4编码类型，生成.avi(若希望视频大小为平均值，推荐使用)
cv2.VideoWriter_fource(‘F’,‘L’,‘V’,‘1’):该选项是一个Flash视频，扩展名.flv

捕获摄像头的帧

import cv2cameraCapture = cv2.VideoCapture(0)
#为了针对摄像头创建合适的VideoWriter类，
#要么对帧速率作出假设，
#要么使用计时器测量
fps = 30
size = (int(cameraCapture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)),int(cameraCapture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)))videoWriter = cv2.VideoWriter('2_1_catch_camera.avi',cv2.VideoWriter_fourcc('I','4','2','0'),fps,size)success , frame = cameraCapture.read()
numFramesRemaining = 10 * fps - 1while success and numFramesRemaining > 0 :videoWriter.write(frame)
#需要同步一组摄像头，read()方法不适用，可用grab(),retrive()替代success , frame = cameraCapture.read()numFramesRemaining -= 1cameraCapture.release()

imshow在窗口显示图像

import cv2
import  numpy as np
img = cv2.imread('2_1.jpg')
cv2.imshow('2_1.jpg',img)
cv2.waitKey()#保证显示视频时窗口上帧可以一直更新
cv2.destroyAllWindows()

在窗口显示摄像头帧

任意窗口下都可以通过waitKey()获取键盘输入；
通过setMouseCallback()获取鼠标输入。

#实时显示摄像头帧#OpenCV不提供任何处理窗口事件的方法，单击窗口关闭时，并不能关闭应用程序
import cv2
clicked = False
#鼠标响应函数
"""
flags: 代表鼠标的拖拽事件，以及键盘鼠标联合事件
param:函数指针 标识了所响应的事件函数，相当于自定义了一个OnMouseAction()函数的ID。
"""
def onMouse( event , x , y , flags , param ):global clickedif event == cv2.EVENT_LBUTTONUP:clicked = TruecameraCapture = cv2.VideoCapture(0)
cv2.namedWindow('MyWindow')#鼠标回调函数，param为可选参数
"""
C++中原型：
void setMouseCallback(const string& winname,     //图像视窗名称
MouseCallback onMouse,     //鼠标响应函数，监视到鼠标操作后调用并处理相应动作
void* userdata = 0        //鼠标响应处理函数的ID，识别号，默认0
);
"""
cv2.setMouseCallback('MyWindow',onMouse)print('Showing camera feed. Click window or press any key to stop.')sucess , frame = cameraCapture.read()#waitKey()参数为等待键盘触发的时间，单位ms，返回值-1(表示没有被按下)
#某些系统waitKey()返回值可能比ASCII更大，可通过读取返回值最后一个字节
#保证只提取ASCII码：
# keycode = cv2.waitKey(1)
# if keycode != -1 :
#     keycode &= 0xFFwhile sucess and cv2.waitKey(1) == -1 and not clicked:cv2.imshow('MyWindow',frame)sucess , frame = cameraCapture.read()cv2.destroyWindow('MyWindow')
cameraCapture.release()

Cameo-面向对象设计

使用多个I/O流
创建CaptureManager类和WindowManager类作为高级的I/O流接口

使用managers.CaptureManager提取视频流

使用windowManager抽象窗口和键盘

监听键盘和鼠标事件：进行截图，截屏

运行时，摄像头帧被镜像，存储图片也被镜像（默认设置镜像为True）
managers.py

#managers.CaptureManager提取视频流
import cv2
import numpy
import timeclass CaptureManager(object):def __init__(self,capture,previewWindowManager = None,shouldMirrorPreview = False):self.previewWindowManager = previewWindowManagerself.shouldMirrorPreview = shouldMirrorPreviewself._capture = captureself._channel = 0self._enteredFrame = Falseself._frame = Noneself._mirroredframe = Noneself._imageFilename = Noneself._videoFilename = Noneself._videoEncoding = Noneself._videoWriter = Noneself._startTime = Noneself._framesElapsed = numpy.long(0)self._fpsEstimate = None@propertydef channel(self):return self._channel@channel.setterdef channel(self,value):if self._channel != value:self._channel = valueself._frame = None@propertydef frame(self):if self._enteredFrame and self._frame is None:_ , self._frame = self._capture.retrieve() #retrieve()是解码并返回一个帧,grab是指向下一个帧(不需要当前帧时可跳过),read是grab和retrieve的结合return self._frame@propertydef isWritingImage(self):return self._imageFilename is not None@propertydef isWritingVideo(self):return  self._videoFilename is not Nonedef enterFrame(self): #Capture the next frame#check previous frame was existed.# 检查上一帧是否退出assert not self._enteredFrame , \'previous enterFrame() had no matching exitFrame()'if self._capture is not None :self._enteredFrame = self._capture.grab() #用grab()指向下一帧def exitFrame(self):#draw to the window ,write to files , release the frame.if self.frame is None:self._enteredFrame = Falsereturnif self._framesElapsed == 0 :self._startTime = time.time()else:timeElapsed = time.time() - self._startTimeself._fpsEstimate = self._framesElapsed / timeElapsedself._framesElapsed += 1#draw to the windowif self.previewWindowManager is not None:if self.shouldMirrorPreview:self._mirroredframe = numpy.fliplr(self._frame).copy()self.previewWindowManager.show(self._mirroredframe)else:self.previewWindowManager.show(self._frame)if self.isWritingImage:if self.shouldMirrorPreview:cv2.imwrite(self._imageFilename,self._mirroredframe)else :cv2.imwrite(self._imageFilename, self._frame)self._imageFilename = Noneself._writeVideoFrame()self._frame = Noneself._enteredFrame = Falsedef writeImage(self , filename):self._imageFilename = filenamedef startWritingVideo(self,filename,encoding=cv2.VideoWriter_fourcc('I','4','2','0')):self._videoFilename = filenameself._videoEncoding = encodingdef stopWritingVideo(self):self._videoFilename = Noneself._videoEncoding = Noneself._videoWriter = Nonedef _writeVideoFrame(self): #非公有if not self.isWritingVideo:returnif self._videoWriter is None:fps = self._capture.get(cv2.CAP_PROP_FPS)if fps == 0.0:if self._framesElapsed < 20 :returnelse:fps = self._fpsEstimatesize = (int(self._capture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)),int(self._capture.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT)))self._videoWriter = cv2.VideoWriter(self._videoFilename,self._videoEncoding,fps,size)self._videoWriter.write(self._frame)#抽象窗口和键盘
class WindowManager(object):def __init__(self,windowName,keypressCallback = None,mousepressCallback = None):self.keypressCallback = keypressCallbackself.mousepressCallback = mousepressCallback #鼠标self._windowName = windowNameself._isWindowCreated = False@propertydef isWindowCreated(self):return self._isWindowCreateddef createWindow(self):cv2.namedWindow(self._windowName)self._isWindowCreated = Truecv2.setMouseCallback(self._windowName,self.mousepressCallback) #鼠标事件def show(self , frame):cv2.imshow(self._windowName,frame)def destoryWindow(self):cv2.destroyWindow(self._windowName)self._isWindowCreated = Falsedef processEvent(self):keycode = cv2.waitKey(1)if self.keypressCallback is not None and keycode != -1:keycode &= 0xFFself.keypressCallback(keycode)#python内置的@property装饰器就是负责把一个方法变成属性调用的

cameo.py

import cv2
from managers import WindowManager , CaptureManagerclass Cameo(object):def __init__(self):self._windowManager = WindowManager('cameo',self.onKeypress,self.onMouse)self._captureManager = CaptureManager(cv2.VideoCapture(0),self._windowManager,True)def run(self):self._windowManager.createWindow() #创建窗口while self._windowManager.isWindowCreated:self._captureManager.enterFrame()     #检查上一帧是否退出，并指向下一帧frame = self._captureManager.frame    #获取当前帧self._captureManager.exitFrame()      #draw to the window ,write to files , release the frame.self._windowManager.processEvent()    #处理键盘事件def onKeypress(self , keycode): #键盘响应"""Handle a keypress.space  -> Take a screenshottab    -> Start/Stop recording a screencastescape -> Quit"""if keycode == 32: #spaceself._captureManager.writeImage('screenshot.png')elif keycode == 9:#tabif not self._captureManager.isWritingVideo:self._captureManager.startWritingVideo('screencast.avi')else:self._captureManager.stopWritingVideo()elif keycode == 27:#escapeself._windowManager.destoryWindow()def onMouse(self , event, x, y, flags, param): #鼠标响应函数if event == cv2.EVENT_LBUTTONUP:self._windowManager.destoryWindow()
if __name__=="__main__":Cameo().run()

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