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Python+OpenCV六種實(shí)時圖像處理詳細(xì)講解

 更新時間：2021年11月17日 16:22:35   作者：不脫發(fā)的程序猿  
OpenCV常用的圖像處理為閾值二值化、邊緣檢測、輪廓檢測、高斯濾波、色彩轉(zhuǎn)換、調(diào)節(jié)對比度。本文主要介紹了利用Python和OpenCV對實(shí)時圖像進(jìn)行上述六種操作的詳細(xì)講解，感興趣的可以了解一下。

初學(xué)OpenCV圖像處理的小伙伴肯定對什么高斯函數(shù)、濾波處理、閾值二值化等特性非常頭疼，這里給各位分享一個小項目，可通過攝像頭實(shí)時動態(tài)查看各類圖像處理的特點(diǎn)，也可對各位調(diào)參、測試有一定幫助。

1、導(dǎo)入庫文件

這里主要使用PySimpleGUI、cv2和numpy庫文件，PySimpleGUI庫文件實(shí)現(xiàn)GUI可視化，cv2庫文件是Python的OpenCV接口文件，numpy庫文件實(shí)現(xiàn)數(shù)值的轉(zhuǎn)換和運(yùn)算，均可通過pip導(dǎo)入。

import PySimpleGUI as sg  #pip install pysimplegui
import cv2  #pip install opencv-python
import numpy as np #pip install numpy

2、設(shè)計GUI

基于PySimpleGUI庫文件實(shí)現(xiàn)GUI設(shè)計，本項目界面設(shè)計較為簡單，設(shè)計800X400尺寸大小的框圖，淺綠色背景，主要由攝像頭界面區(qū)域和控制按鈕區(qū)域兩部分組成。效果如下所示：

GUI代碼如下所示：

    #背景色
    sg.theme('LightGreen')
 
    #定義窗口布局
    layout = [
      [sg.Image(filename='', key='image')],
      [sg.Radio('None', 'Radio', True, size=(10, 1))],
      [sg.Radio('threshold', 'Radio', size=(10, 1), key='thresh'),
       sg.Slider((0, 255), 128, 1, orientation='h', size=(40, 15), key='thresh_slider')],
      [sg.Radio('canny', 'Radio', size=(10, 1), key='canny'),
       sg.Slider((0, 255), 128, 1, orientation='h', size=(20, 15), key='canny_slider_a'),
       sg.Slider((0, 255), 128, 1, orientation='h', size=(20, 15), key='canny_slider_b')],
      [sg.Radio('contour', 'Radio', size=(10, 1), key='contour'),
       sg.Slider((0, 255), 128, 1, orientation='h', size=(20, 15), key='contour_slider'),
       sg.Slider((0, 255), 80, 1, orientation='h', size=(20, 15), key='base_slider')],
      [sg.Radio('blur', 'Radio', size=(10, 1), key='blur'),
       sg.Slider((1, 11), 1, 1, orientation='h', size=(40, 15), key='blur_slider')],
      [sg.Radio('hue', 'Radio', size=(10, 1), key='hue'),
       sg.Slider((0, 225), 0, 1, orientation='h', size=(40, 15), key='hue_slider')],
      [sg.Radio('enhance', 'Radio', size=(10, 1), key='enhance'),
       sg.Slider((1, 255), 128, 1, orientation='h', size=(40, 15), key='enhance_slider')],
      [sg.Button('Exit', size=(10, 1))]
    ]
 
    #窗口設(shè)計
    window = sg.Window('OpenCV實(shí)時圖像處理',
               layout,
               location=(800, 400),
               finalize=True)

3、調(diào)用攝像頭

打開電腦內(nèi)置攝像頭，將數(shù)據(jù)顯示在GUI界面上，效果如下所示：

代碼如下所示：

    #打開內(nèi)置攝像頭
    cap = cv2.VideoCapture(0)
    while True:
        event, values = window.read(timeout=0, timeout_key='timeout')
 
        #實(shí)時讀取圖像
        ret, frame = cap.read()
 
        #GUI實(shí)時更新
        imgbytes = cv2.imencode('.png', frame)[1].tobytes()
        window['image'].update(data=imgbytes)
 
    window.close()

4、實(shí)時圖像處理

4.1、閾值二值化

進(jìn)行閾值二值化操作，大于閾值values['thresh_slider']的，使用255表示，小于閾值values['thresh_slider']的，使用0表示，效果如下所示：

 代碼如下所示：

if values['thresh']:
    frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2LAB)[:, :, 0]
    frame = cv2.threshold(frame, values['thresh_slider'], 255, cv2.THRESH_BINARY)[1]

4.2、邊緣檢測

進(jìn)行邊緣檢測，values['canny_slider_a']表示最小閾值，values['canny_slider_b']表示最大閾值，效果如下所示：

代碼如下所示：

if values['canny']:
    frame = cv2.Canny(frame, values['canny_slider_a'], values['canny_slider_b'])

4.3、輪廓檢測

輪廓檢測是形狀分析和物體檢測和識別的有用工具，連接所有連續(xù)點(diǎn)（沿著邊界）的曲線，具有相同的顏色或強(qiáng)度，效果如下所示：

 代碼如下所示：

if values['contour']:
    hue = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2HSV)
    hue = cv2.GaussianBlur(hue, (21, 21), 1)
    hue = cv2.inRange(hue, np.array([values['contour_slider'], values['base_slider'], 40]),
                      np.array([values['contour_slider'] + 30, 255, 220]))
    cnts= cv2.findContours(hue, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)[0]
    cv2.drawContours(frame, cnts, -1, (0, 0, 255), 2)

4.4、高斯濾波

進(jìn)行高斯濾波,(21, 21)表示高斯矩陣的長與寬都是21，標(biāo)準(zhǔn)差取values['blur_slider']，效果如下所示：

 代碼如下所示：

if values['blur']:
    frame = cv2.GaussianBlur(frame, (21, 21), values['blur_slider'])

4.5、色彩轉(zhuǎn)換

色彩空間的轉(zhuǎn)化，HSV轉(zhuǎn)換為BGR，效果如下所示：

 代碼如下所示：

if values['hue']:
    frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2HSV)
    frame[:, :, 0] += int(values['hue_slider'])
    frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_HSV2BGR)

4.6、調(diào)節(jié)對比度

增強(qiáng)對比度，使圖像中的細(xì)節(jié)看起來更加清晰，效果如下所示：

  代碼如下所示：

if values['enhance']:
    enh_val = values['enhance_slider'] / 40
    clahe = cv2.createCLAHE(clipLimit=enh_val, tileGridSize=(8, 8))
    lab = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2LAB)
    lab[:, :, 0] = clahe.apply(lab[:, :, 0])
    frame = cv2.cvtColor(lab, cv2.COLOR_LAB2BGR)

5、退出系統(tǒng)

直接break即可跳出循環(huán)。

if event == 'Exit' or event is None:
    break

以上就是Python+OpenCV六種實(shí)時圖像處理詳細(xì)講解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Python+OpenCV實(shí)時圖像處理的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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