音视频-教程1_图像视频入门

一、图像入门

1、cv2.imread()函数

  cv2.imread() 是 OpenCV 库中的一个函数，用于读取图像文件。下面是 cv2.imread() 函数的基本介绍和使用方法：

函数定义

cv2.imread(filename, flags=cv2.IMREAD_COLOR)

参数

• filename：要读取的图像的路径和文件名。
• flags：这是一个可选参数，用于指定读取图像的方式。常用的选项有：
  • cv2.IMREAD_COLOR：默认参数，读取一张彩色图像。这是任何图像加载的默认标志。
  • cv2.IMREAD_GRAYSCALE：以灰度模式读取图像。
  • cv2.IMREAD_UNCHANGED：读取图像，包括其 alpha 通道（如果存在）。

返回值

        如果成功读取图像，该函数将返回一个多维 numpy 数组，代表图像的像素值。如果无法读取图像（例如，文件不存在或格式不支持），则返回 None。

2、cv2.imshow()函数

   是 OpenCV 库中的一个函数，用于在窗口中显示图像。这个函数允许开发者将图像数据可视化，使得用户可以直观地查看和分析图像内容。

函数定义

cv2.imshow(winname, mat)

参数

• winname：一个字符串，表示窗口的名字。通过这个窗口名，我们可以引用、移动或关闭这个特定的窗口。
• mat：要显示的图像。这通常是一个由 cv2.imread() 函数加载的图像，或者是一个通过其他 OpenCV 函数处理后的图像。

返回值

  cv2.imshow() 函数本身没有返回值。它的主要目的是在屏幕上显示图像。

3、cv2.waitKey()函数

  cv2.waitKey() 和 cv2.destroyAllWindows() 是 OpenCV 库中用于控制图像显示窗口的两个重要函数。这两个函数通常与 cv2.imshow() 一起使用，以实现图像显示的交互性。

  cv2.waitKey() 函数用于等待一个特定的键盘按键事件。它在显示图像后使程序暂停执行，直到用户按下一个键或者等待指定的时间。

函数定义

cv2.waitKey(delay=None)

参数

• delay：等待键盘输入的时间（以毫秒为单位）。如果参数为0，则函数会无限期地等待，直到用户按下一个键。

返回值

  cv2.waitKey() 返回按下的键的ASCII码。如果在指定的延迟时间内没有键被按下，则返回-1。

使用方法

  cv2.waitKey() 常用于创建一个简单的键盘事件循环，让用户有机会查看和交互图像。通常，它放在 cv2.imshow() 后面，以便在显示图像后暂停程序。

4、cv2.destroyAllWindows()函数

  cv2.destroyAllWindows() 函数用于关闭所有由 OpenCV 创建的高GUI窗口。 在显示图像并等待用户交互后，通常使用 cv2.destroyAllWindows() 来清理并关闭所有打开的窗口。这是一个良好的编程实践，可以确保资源得到正确释放，并避免程序结束时留下悬挂的窗口。

5、示例演示

import cv2  
  
# 读取彩色图像  
color_image = cv2.imread('path_to_image.jpg', cv2.IMREAD_COLOR)  
  
# 读取灰度图像  
gray_image = cv2.imread('path_to_image.jpg', cv2.IMREAD_GRAYSCALE)  
  
# 检查图像是否成功读取  
if color_image is not None:  
    cv2.imshow('Color Image', color_image)  
    # 等待用户按键，参数0表示无限期等待  
    key = cv2.waitKey(0)  
  
    # 根据按键执行不同的操作（可选）  
    if key == ord('q'):  # 如果按下'q'键  
        # 关闭所有OpenCV窗口  
        cv2.destroyAllWindows()
else:  
    print("Error: Unable to load image.")

二、视频入门

1、读取摄像机视频

        通常情况下，我们必须用摄像机捕捉实时画面。提供了一个非常简单的界面。让我们从摄像头捕捉一段视频(我使用的是我笔记本电脑内置的网络摄像头) ，将其转换成灰度视频并显示出来。只是一个简单的任务开始。

        要捕获视频，你需要创建一个 VideoCapture 对象。它的参数可以是设备索引或视频文件的名称。设备索引就是指定哪个摄像头的数字。正常情况下，一个摄像头会被连接(就像我的情况一样)。所以我简单地传0(或-1)。你可以通过传递1来选择第二个相机，以此类推。在此之后，你可以逐帧捕获。

import numpy as np  
import cv2 as cv  
  
# 创建一个VideoCapture对象，参数0表示使用计算机的第一个摄像头  
cap = cv.VideoCapture(0)  
  
# 检查摄像头是否成功打开  
if not cap.isOpened():  
    print("无法打开摄像头")  
    exit()  
  
# 无限循环，直到遇到退出条件  
while True:  
    # 逐帧捕获视频  
    # ret是一个布尔值，如果正确读取帧，则ret为True；否则为False  
    # frame是读取到的帧图像  
    ret, frame = cap.read()  
      
    # 检查是否成功读取到帧  
    if not ret:  
        print("无法接收帧（流结束？）。正在退出...")  
        break  
      
    # 将图像从BGR颜色空间转换为灰度颜色空间  
    gray = cv.cvtColor(frame, cv.COLOR_BGR2GRAY)  
      
    # 显示转换后的灰度图像  
    cv.imshow('frame', gray)  
      
    # 等待键盘输入，参数1表示等待时间为1毫秒  
    # 如果按下'q'键，则退出循环  
    if cv.waitKey(1) == ord('q'):  
        break  
  
# 释放VideoCapture对象，关闭摄像头  
cap.release()  
  
# 销毁所有OpenCV创建的窗口  
cv.destroyAllWindows()

        这段代码实现了一个简单的摄像头视频流捕获和显示程序。它使用OpenCV库来从计算机摄像头捕获视频帧，将每帧图像转换为灰度图像，并在窗口中显示。当按下'q'键时，程序将退出。在退出前，它会释放摄像头资源并销毁所有OpenCV创建的窗口。

2、读取保存的文件视频

        它与从相机捕获相同，只是用视频文件名更改摄像机索引。另外，在显示框架时，请使用适当的时间cv.waitKey()。如果太小，则视频将非常快，而如果太大，则视频将变得很慢（嗯，这就是显示慢动作的方式）。正常情况下25毫秒就可以了，或者使用sleep延时来代替（带验证）。

import numpy as np  
import cv2 as cv  
  
# 使用cv2.VideoCapture方法读取名为'vtest.avi'的视频文件  
cap = cv.VideoCapture('vtest.avi')  
  
# 当视频流处于打开状态时，循环读取视频帧  
while cap.isOpened():  
    # 读取视频帧，ret是读取是否成功的标志，frame是读取到的视频帧  
    ret, frame = cap.read()  
      
    # 如果ret为False，说明没有成功读取到视频帧（可能是视频已播放完毕）  
    # 打印提示信息，并退出循环  
    # 如果正确读取帧，ret为True  
    if not ret:  
        print("无法接收帧（视频结束？）。正在退出...")  
        break  
      
    # 将读取到的视频帧从BGR颜色空间转换为灰度颜色空间  
    gray = cv.cvtColor(frame, cv.COLOR_BGR2GRAY)  
      
    # 使用cv2.imshow方法显示灰度视频帧，窗口名为'frame'  
    cv.imshow('frame', gray)  
      
    # 等待键盘输入，参数1表示等待时间为1毫秒  
    # 如果按下'q'键，则退出循环  
    if cv.waitKey(1) == ord('q'):  
        break  
  
# 释放VideoCapture对象，关闭视频文件  
cap.release()  
  
# 销毁所有OpenCV创建的窗口  
cv.destroyAllWindows()