Python+OpenCV实时图像处理

2023-09-11 22:03| 来源: 网络整理| 查看: 265

1、导入库文件

2、设计GUI

3、调用摄像头

4、实时图像处理

4.1、阈值二值化

4.2、边缘检测

4.3、轮廓检测

4.4、高斯滤波

4.5、色彩转换

4.6、调节对比度

5、退出系统

初学OpenCV图像处理的小伙伴肯定对什么高斯函数、滤波处理、阈值二值化等特性非常头疼，这里给各位分享一个小项目，可通过摄像头实时动态查看各类图像处理的特点，也可对各位调参、测试有一定帮助。

1、导入库文件

这里主要使用PySimpleGUI、cv2和numpy库文件，PySimpleGUI库文件实现GUI可视化，cv2库文件是Python的OpenCV接口文件，numpy库文件实现数值的转换和运算，均可通过pip导入。

import PySimpleGUI as sg #pip install pysimplegui import cv2 #pip install opencv-python import numpy as np #pip install numpy 2、设计GUI

基于PySimpleGUI库文件实现GUI设计，本项目界面设计较为简单，设计800X400尺寸大小的框图，浅绿色背景，主要由摄像头界面区域和控制按钮区域两部分组成。效果如下所示：

GUI代码如下所示：

#背景色 sg.theme('LightGreen') #定义窗口布局 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))] ] #窗口设计 window = sg.Window('OpenCV实时图像处理', layout, location=(800, 400), finalize=True) 3、调用摄像头

打开电脑内置摄像头，将数据显示在GUI界面上，效果如下所示：

代码如下所示：

#打开内置摄像头 cap = cv2.VideoCapture(0) while True: event, values = window.read(timeout=0, timeout_key='timeout') #实时读取图像 ret, frame = cap.read() #GUI实时更新 imgbytes = cv2.imencode('.png', frame)[1].tobytes() window['image'].update(data=imgbytes) window.close() 4、实时图像处理 4.1、阈值二值化

进行阈值二值化操作，大于阈值values['thresh_slider']的，使用255表示，小于阈值values['thresh_slider']的，使用0表示，效果如下所示：

代码如下所示：

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、边缘检测

进行边缘检测，values['canny_slider_a']表示最小阈值，values['canny_slider_b']表示最大阈值，效果如下所示：

代码如下所示：

if values['canny']: frame = cv2.Canny(frame, values['canny_slider_a'], values['canny_slider_b']) 4.3、轮廓检测

轮廓检测是形状分析和物体检测和识别的有用工具，连接所有连续点（沿着边界）的曲线，具有相同的颜色或强度，效果如下所示：

代码如下所示：

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、高斯滤波

进行高斯滤波,(21, 21)表示高斯矩阵的长与宽都是21，标准差取values['blur_slider']，效果如下所示：

代码如下所示：

if values['blur']: frame = cv2.GaussianBlur(frame, (21, 21), values['blur_slider']) 4.5、色彩转换

色彩空间的转化，HSV转换为BGR，效果如下所示：

代码如下所示：

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、调节对比度

增强对比度，使图像中的细节看起来更加清晰，效果如下所示：

代码如下所示：

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、退出系统

直接break即可跳出循环。

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

拓展学习：基于Python的人工智能美颜系统

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