Python 影象處理 OpenCV （1）：入門
阿新 • • 發佈：2020-05-18
## 引言
又開一個新的系列分享，對影象處理感興趣的同學可以關注這個系列。
更新頻率儘量保持一週兩到三次推送。
新系列第一件事兒當然是資源推薦，下面是一些有關 OpenCV 的資源連結：
**資源連結**：
* 官方網站：https://opencv.org/
* GitHub：https://github.com/opencv/opencv
* 官方文件：https://docs.opencv.org/
* 中文文件（非官方）：http://www.woshicver.com/
* 官方 Demo ：https://github.com/opencv/opencv/blob/master/samples/python
**圖書推薦**
圖書的話我就推薦一本吧，如果要看書學習絕對不能錯過的「Learning OpenCV 3」，當然，是英文原版的，中文版的話翻譯有點慘不忍睹，對英文閱讀壓力大的同學可以中英文對照著看：
## 安裝
OpenCV 在 Python 中有兩個類庫，一個是 `opencv-python` ，另一個是 `opencv-contrib-python` 。
`opencv-python` 是隻包含了主要模組的包，而 `opencv-contrib-python` 包含了主要模組以及一些擴充套件模組，帶一些收費或者專利的演算法，還有一些比較新的演算法的高階版本。
安裝的時候選擇自己喜歡的版本裝就好了，命令如下：
```shell
# opencv-python 安裝命令
pip install opencv-python
# opencv-contrib-python
pip install opencv-contrib-python
```
安裝完成後可以通過以下程式碼檢視安裝的版本資訊：
```python
import cv2 as cv
# 檢視版本資訊
print(cv.getVersionString())
# 輸出結果
4.2.0
```
我這裡的環境為：
* Python：3.7.4
* opencv-python：4.2.0
## 影象的基礎知識
影象都是由畫素（ pixel ）構成的，就像下面的這種小方格：
這些小方格每一個都有自己明確的位置和被分配的色彩值，而這些小方格的顏色和位置就決定了這個影象所呈現出來的樣子。
畫素是影象中最小的單位，每一個點陣影象包含了一定量的畫素，這些畫素決定影象在螢幕上所呈現的大小。
影象通常包括有 **二值影象** 、 **灰度影象** 和 **彩色影象** 。
### 二值影象
二值影象就是在影象中，任何一個點非黑即白，畫素要麼為 255 （白色） 要麼為 0 （黑色） 。轉換的時候一般將畫素 >=127 的設定為白色，其餘的設定為黑色。
### 灰度影象
灰度影象是除了黑白之外，還添加了第三種顏色：灰色，灰色把灰度劃分為 256 個不同的亮度，例如純白色，它的亮度級別是255。
影象轉化為灰度影象有以下幾種演算法：
* 浮點演算法：Gray = R * 0.3 + G * 0.59 + B * 0.11
* 整數方法：Gray = ( R * 30 + G * 59 + B * 11 ) / 100
* 移位方法：Gray = ( R * 76 + G * 151 + B * 28 ) >> 8
* 平均值法：Gray = ( R + G + B ) / 3
* 僅取綠色：Gray = G
* 加權平均值演算法：R = G = B = R * 0.299 + G * 0.587 + B * 0.144
### 彩色影象
彩色影象是RGB影象，RGB表示紅、綠、藍三原色，計算機裡所有顏色都是三原色不同比例組成的，即三色通道。
### 常用影象示例程式碼
上面這三種影象的示例程式碼如下：
```python
import cv2 as cv
# 讀取影象
img = cv.imread("maliao.jpg", cv.IMREAD_COLOR)
cv.imshow("read_img", img)
# 灰度影象
img_gray = cv.cvtColor(img, cv.COLOR_RGB2GRAY)
cv.imshow("gray_img",img_gray)
# 二值影象
ret, binary = cv.threshold(img_gray, 127, 255, cv.THRESH_BINARY)
cv.imshow("binary_img", binary)
cv.waitKey()
```
## OpenCV 入門
### 1. 讀入影象
讀取影象是通過函式 `cv.imread()` 實現。
語法：
```python
img = cv.imread(檔名,[,引數])
```
第二個引數是一個標誌，它指定了讀取影象的方式。
* cv.IMREAD_COLOR： 載入彩色影象，任何影象的透明度都會被忽視，如果不傳引數，這個值是預設值。
* cv.IMREAD_GRAYSCALE：以灰度模式載入影象。
* cv.IMREAD_UNCHANGED：載入影象，包括alpha通道
> 注意：這三個標誌可以簡化為 1 、 0 、 -1 。
### 2. 顯示影象
顯示影象是通過函式 `cv.imshow()` 函式實現。
語法：
```python
cv.imshow(視窗名, 影象名)
```
### 3. 視窗等待
顯示影象是通過函式 `cv.waitKey(delay)` 函式實現。
語法：
```python
cv.waitKey(delay)
```
`cv.waitKey()` 是一個鍵盤繫結函式。其引數是以毫秒為單位的時間。該函式等待任何鍵盤事件指定的毫秒。如果您在這段時間內按下任何鍵，程式將繼續執行。如果 0 被傳遞，它將無限期地等待一次敲擊鍵。
### 4. 刪除視窗
呼叫函式如下：
```python
cv.destroyAllWindows() 刪除所有視窗
cv.destroyWindows() 刪除指定的視窗
```
### 5. 寫入影象
呼叫函式如下：
```python
cv.imwrite(檔案地址, 檔名)
```
### 程式碼示例
我們讀取一張圖片，將這張圖片顯示出來後，再將這張圖片儲存起來。
```python
import cv2 as cv
# 讀取圖片
img = cv.imread("maliao.jpg", 1)
# 顯示圖片
cv.imshow("demo", img)
# 等待輸入
cv.waitKey(0)
cv.destroyAllWindows()
# 圖片寫入
cv.imwrite("demo.jpg", img)
```
這裡需要注意的是 `cv.waitKey(0)` 必須要加，如果不等待輸入，整個窗體將會一閃而過。
## 示例程式碼
如果有需要獲取原始碼的同學可以在公眾號回覆「OpenCV」進行獲取。
## 參考
https://blog.csdn.net/Eastmount/article/details/81748802
http://woshic