一、图像&视频的加载与显示

1、创建和显示窗口

1.1 namedWindow() 创建命名窗口

namedWindow()用法：

cv2.namedWindow(winname, flags)

参数说明：

• winname：新建窗口的名称，可任意取（字符串类型）。
  
• flags：窗口的标识，一般默认为 WINDOW_AUTOSIZE ，还有其他几种参数，具体用法如下表所示：
  

以上两种标蓝色的参数是最为常见的。

1.2 resizeWindow() 修改窗口尺寸

resizeWindow()用法：

cv2.resizeWindow(winname, width, height)

参数说明：

• winname：被修改窗口的名称。
• width 和 height：窗口的宽和高。

注意：当 namedWindow(winname, flags) 中的 flages 设为 WINDOW_AUTOSIZE 时，将不会对窗口尺寸进行修改。

1.3 imshow() 显示窗口

imshow()用法：

cv2.imshow(winname, mat)

参数说明：

• winname：窗口名称，它是一个字符串。
• mat：要展现的对象。

若 mat 设置为0，即不展示任何对象，只是一个黑框。

1.4 waitKey() 等待用户输入

waitKey()用法：

cv2.waitKey(delay)

参数说明：

• delay：以毫秒为单位，该函数等待任何键盘事件指定的毫秒。如果在这段时间内按下任何键，程序将继续运行。
• 如果 0 被传递，它将无限期地等待一次敲击键。

当然也可以设置按指定键退出，即使用 if 判断语句：

key = cv2.waitKey(0)
# 按q键退出
if key & 0xFF == ord('q'):
  break

1.5 destroyWindow()、destroyAllWindows销毁窗口

1、destroyWindow()用法：

cv2.destroyWindow(winname)

参数说明：

• winname：需要销毁的窗口名称。

2、destroyAllWindows用法：

cv2.destroyAllWindows()

参数说明：

• 无参数

3、两者区别：

destroyAllWindows() 会销毁我们创建的所有窗口。

如果要销毁任何特定的窗口，使用函数 destroyWindow() ，并在其中传递确切的窗口名称作为参数。

1.6 代码实现

import cv2
cv2.namedWindow('windows', cv2.WINDOW_NORMAL)  # 创建命名窗口
cv2.resizeWindow('windows', 640, 360)  # 修改窗口尺寸
cv2.imshow('windows', 0)  # 显示窗口
cv2.waitKey(0)  # 等待用户输入
cv2.destroyAllWindows()  # 销毁窗口

2、加载显示图像

2.1 imread() 读取图像

imread()用法：

cv2.imread(filename, flags)

参数说明：

• filename：要加载的文件名（路径）。
• flags：读取图像的方式，一般默认为 IMREAD_COLOR ，还有其他几种参数，具体用法如下表所示：

以上三种标蓝色的参数是最为常见的，除了这三个标志，我们可以分别简单地传递整数-1、0或1。

2.2 代码实现

import cv2
cv2.namedWindow('window', cv2.WINDOW_NORMAL)  # 创建命名窗口
cv2.resizeWindow('window', 502, 345)  # 修改窗口尺寸
cat = cv2.imread('../resource/cat.jpg', cv2.IMREAD_GRAYSCALE)  # 读取图片
cv2.imshow('window', cat)  # 显示窗口（图片）
cv2.waitKey(0)  # 等待用户输入
cv2.destroyAllWindows()  # 销毁窗口

• 如果以 IMREAD_GRAYSCALE 或 0 的方式读取图像，那么将呈现灰色图像：

• 如果以 IMREAD_COLOR 或 1 的方式读取图像，那么将呈现彩色或原有图像：

• 如果 imread() 未指定 flag ，那么它默认以彩色的方式来读取图像。

3、保存图像

3.1 imwrite() 保存图像

imwrite()用法：

cv2.imwrite(filename, img)

参数说明：

• filename：要保存的文件名（路径）。
• img：要保存的图像。cv2.imwrite('../resource/cat.png', cat) ，这会将图像以PNG格式保存在工作目录中。

3.2 代码实现

在下面的程序中，以灰度加载图像，显示图像，按 q 键直接退出而不保存,或者按 s 键保存图像并退出：

import cv2
cv2.namedWindow('window', cv2.WINDOW_NORMAL)  # 创建命名窗口
cv2.resizeWindow('window', 502, 345)  # 修改窗口尺寸
cat = cv2.imread('../resource/cat.jpg', cv2.IMREAD_GRAYSCALE)  # 读取图片
cv2.imshow('window', cat)  # 显示窗口（图片）
key = cv2.waitKey(0)  # 等待用户输入
if key & 0xFF == ord('q'):  # 按 q 退出
    cv2.destroyAllWindows()
elif key & 0xFF == ord('s'):  # 按 s 保存和退出
    cv2.imwrite('../resource/cat.png', cat)
    cv2.destroyAllWindows()

如果使用的是64位计算机，则必须按如示修改行： key & 0xFF == ord(‘q’)

3.3 ord() 函数

我们想一想：cv2.waitKey() 返回的是什么数据类型？

key = cv2.waitKey(0)
print(type(key))print(type(cv2.waitKey(0)))

<class 'int'>

cv2.waitKey() 返回的是整型，那么我们如果写成 if key & 0xFF == 'q':行不行？

答案当然是不行，因为我们知道 key 是整型，而 ‘q’ 是字符串类型，两者属于不同类型，不能给直接作比较，这就引出了 ord() 函数：

ord() 函数的作用是：将字符串转换为ASCII，也就是将字符串类型转换为相对应的整型，然后就可以直接作比较。

3.4 修改 bug

当上述代码运行时发现：我们不仅可以按 q 键退出还可以按其他键退出，这就不满足我们的要求，但我们可以添加一个 while 循环：

import cv2
cv2.namedWindow('window', cv2.WINDOW_NORMAL)  # 创建命名窗口
cv2.resizeWindow('window', 502, 345)  # 修改窗口尺寸
cat = cv2.imread('../resource/cat.jpg', cv2.IMREAD_GRAYSCALE)  # 读取图片
while True:
    cv2.imshow('window', cat)  # 显示窗口（图片）
    key = cv2.waitKey(0)  # 等待用户输入
    if key & 0xFF == ord('q'):  # 按 q 退出
        break
    elif key & 0xFF == ord('s'):  # 按 s 保存和退出
        cv2.imwrite('../resource/cat.png', cat)
    else:
        print(key)  # 打印 key 值

以上代码实现：按 q 键退出，按 s 键保存图像，按 其他 键打印该键的ASCII码。

4、视频采集

4.1 VideoCapture() 获取视频设备

VideoCapture() 用法：

cap = cv2.VideoCapture(0)

参数说明：

• 设备索引

• 0 表示打开笔记本的内置摄像头，1 则打开外置摄像头。

• 视频文件

• 视频文件所在的路径。（以下会提及）

4.2 cap.read() 读取视频帧

cap.read()用法

ret, frame = cap.read()

返回值说明：

• ret：返回布尔值（True / False )，代表是否读取到图像。
• frame：表示截取的一帧图像。

4.3 cap.release() 释放捕获

cap.release()用法

cap.release()

4.4 代码实现

import cv2
cv2.namedWindow('video', cv2.WINDOW_NORMAL)  # 创建窗口
cv2.resizeWindow('video', 640, 480)  # 修改窗口尺寸
cap = cv2.VideoCapture(0)  # 获取视频设备
while True:
    # 从摄像头读视频帧
    ret, frame = cap.read()
    # 将视频帧在窗口显示
    cv2.imshow('video', frame)
    # 等待键盘事件，如果为q，退出
    key = cv2.waitKey(1)
    if key & 0xFF == ord('q'):
        break
cap.release()  # 释放VideoCapture
cv2.destroyAllWindows()  # 销毁窗口

5、读取视频文件

5.1 VideoCapture() 读取视频

VideoCapture() 用法：

cap = cv2.VideoCapture('../resource/fire.mp4')

参数说明：

• 视频文件所在的路径。

5.2 VideoCapture() 小结

参数为设备索引时：获取视频设备；参数为视频文件时：从视频文件中读取视频帧。

5.3 代码实现

import cv2
cv2.namedWindow('video', cv2.WINDOW_NORMAL)  # 创建窗口
cv2.resizeWindow('video', 640, 360)  # 修改窗口尺寸
cap = cv2.VideoCapture('../resource/fire.mp4')  # 从视频文件读取视频帧
while True:
    # 从摄像头读视频帧
    ret, frame = cap.read()
    # 将视频帧在窗口显示
    cv2.imshow('video', frame)
    # 等待键盘事件，如果为q，退出
    key = cv2.waitKey(1000 // 30)
    if key & 0xFF == ord('q'):
        break
cap.release()  # 释放VideoCapture
cv2.destroyAllWindows()  # 销毁窗口

6、录制并保存视频

6.1 VideoWriter_fourcc() 多媒体格式

VideoWriter_fourcc()用法：

fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(c1, c2, c3, c4)

参数说明：

• 在 Fedora 中：DIVX，XVID，MJPG，X264，WMV1，WMV2。（最好使用XVID。MJPG会生成大尺寸的视频。X264会生成非常小的尺寸的视频）
• 在 Windows 中：DIVX（.avi 尚待测试和添加）
• 在 OSX 中：MJPG（.mp4），DIVX（.avi），X264（.mkv）。

cv2.VideoWriter_fourcc() 的参数可以写成 ('M'，'J'，'P'，'G') 或者 (*'MJPG') 传递。

6.2 视频录制 VideoWriter()

VideoWriter()用法：

vw = cv2.VideoWriter('../resource/out.avi', fourcc, 25, (640, 480))

参数说明：

• 输出文件
• 多媒体文件格式 VideoWriter_fourcc()
• 帧率
• 分辨率大小
• 颜色标志（默认为True ），编码器期望颜色帧，否则它与灰度帧一起工作。