Python+OpenCV六種實(shí)時(shí)圖像處理詳細(xì)講解
初學(xué)OpenCV圖像處理的小伙伴肯定對(duì)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(gè)小項(xiàng)目，可通過(guò)攝像頭實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)查看各類圖像處理的特點(diǎn)，也可對(duì)各位調(diào)參、測(cè)試有一定幫助。
1、導(dǎo)入庫(kù)文件
這里主要使用PySimpleGUI、cv2和numpy庫(kù)文件，PySimpleGUI庫(kù)文件實(shí)現(xiàn)GUI可視化，cv2庫(kù)文件是Python的OpenCV接口文件，numpy庫(kù)文件實(shí)現(xiàn)數(shù)值的轉(zhuǎn)換和運(yùn)算，均可通過(guò)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(jì)GUI
基于PySimpleGUI庫(kù)文件實(shí)現(xiàn)GUI設(shè)計(jì)，本項(xiàng)目界面設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)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(jì)
window = sg.Window('OpenCV實(shí)時(shí)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(shí)讀取圖像
ret, frame = cap.read()
#GUI實(shí)時(shí)更新
imgbytes = cv2.imencode('.png', frame)[1].tobytes()
window['image'].update(data=imgbytes)
window.close()
4、實(shí)時(shí)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(cè)
進(jìn)行邊緣檢測(cè)，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(cè)
輪廓檢測(cè)是形狀分析和物體檢測(cè)和識(shí)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(zhǎng)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(duì)比度
增強(qiáng)對(duì)比度，使圖像中的細(xì)節(jié)看起來(lái)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
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