Pthon图像处理Opencv初步：色彩转换、打开摄像头

文章目录

- 处理流程
- 颜色空间
- 二值图像
- 摄像头

python图像处理教程：初步📷插值变换📷形态学处理📷滤波

处理流程

opencv是跨平台图像处理库，为许多编程语言提供了接口，Python自然在列，但在使用pip安装时需要注意install的是【opencv-python】。

作为专业的图像处理库，opencv自然也提供了读取、处理、显示以及保存图片的全流程功能，其初步使用如下

import cv2path = 'lena.jpg'
img=cv2.imread(path)
img_gray = cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_RGB2GRAY)cv2.imshow("img",img)
cv2.imshow("gray",img_gray)cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

其中

imread用于读取图片。
cvtColor用于转换图片的色彩空间，【COLOR_RGB2GRAY】表示将RGB图像转换为灰度图像。
imshow用于显示图片，其两个输入分别是窗口名称与将要显示的图像。
waitKey 等待按下键盘，输入为等待时间，为0则表示不接受按键。
destroyAllWindows 用于关闭所有窗口。

弹出窗口如下。

在这里插入图片描述

颜色空间

在opencv中，通过cvtColor函数可以完成色彩空间的转换，其输入参数分别是待转换图像和转换方法，其转换方法是已经整形常量，其变量名称类似于【RGBA2GRAY】，2即To，表示从一种颜色空间转向另一种。

GRAY即灰度图像，只有一个通道，除此之外，opencv还提供了许多种颜色空间，下面列举三种。

人类对颜色的感知，主要是通过红、绿、蓝这三种感光细胞实现的，正因如此，RGB格式的图像才如此普遍地被接受。如果再加上透明通道Alpha，则构成RGBA格式的图像。在opencv中，其通道顺序并不一定全都是红绿蓝，也可能是蓝绿红，即BGR。

但是，人类并不能感知不同颜色叠加前后的关联，即我们所认知的色彩并不能简单地被三原色直观地表示。为此出现了另一种颜色空间，即HSV，这三个字母分别表示色相、饱和度以及明度。

如果进一步研究人类对颜色的感知，可以将色彩空间分为两个相互正交的色调，即红绿色轴(a)和蓝黄轴(b)，通过这两个通道就可以表示所有的颜色，再加上亮度值L，就构成了Lab色彩空间。

二值图像

从颜色空间的定义来说，黑白图像也应位列其中，只不过这个空间过于狭窄，只有黑白两个数值。而其转换方式也很简单，只需设置一个阈值 $T$ ，让像素灰度大于 $T$ 的置为白色，否则置为黑色，若 $T$ 不同，则转换结果不同。

由于多了一个参数，故而opencv并未将其作为一种转换类型，而是提供了另一个专用的二值化函数threshold，这个函数通过指定阈值和二值化类型，以实现从灰度图到二值图像的转换，当阈值不同时，lena图的二值化情况如下

在这里插入图片描述

bImgs = {}
for th in [50, 100, 150]:ret, bImg = cv2.threshold(img_gray, th, 255, cv2.THRESH_BINARY)bImgs[f"th={th}"] = bImgfor i,key in enumerate(bImgs,1):cv2.namedWindow(key, cv2.WINDOW_NORMAL)cv2.resizeWindow(key, 256, 256)cv2.moveWindow(key, 256*i, 300)cv2.imshow(key, bImgs[key])cv2.waitKey(0)

threshold的输入参数分别是灰度图像、阈值、默认值以及二值化类型，【THRESH_BINARY】表示，当灰度值小于阈值时置0，大于阈值时设为默认值，在本例中就是255。

此外，在打开多个窗口时，用到了resizeWindow和moveWindow来更改窗口尺寸以及移动窗口。

摄像头

除了打开图像文件之外，在opencv中还可以创建VideoCapture对象，可以读取摄像头。下面就打开电脑自带的相机，并将其影像二值化之后展示，效果如下

在这里插入图片描述

绘图代码如下。

cap = cv2.VideoCapture(0, cv2.CAP_DSHOW)
flag = cap.isOpened()
index = 1
while (flag):ret, frame = cap.read()gray = cv2.cvtColor(frame,cv2.COLOR_RGB2GRAY)ret, bImg = cv2.threshold(gray, 125, 255, cv2.THRESH_BINARY)cv2.imshow("camera", bImg)k = cv2.waitKey(1) & 0xFFif k == ord('s'):cv2.imwrite(f"{index}.jpg", bImg)print(f"save{index}.jpg successfuly!")index += 1elif k == ord('q'):breakcap.release()
cv2.destroyAllWindows()