事先准备
使用工具Python3.5 使用包cv2,numpy
涉及函数
cv2.cvtColor() cv2.inRange()
任务1:转换颜色空间
在 OpenCV 中有 超过150 种进行颜色空间转换的方法。但是你以后就会发现我们经常用到的也就两种:BGR↔Gray 和 BGR↔HSV。 我们用到的函数是:
cv2.cvtColor(input_image,flag),其中flag就是转换类型,第一个参数就是要改变的图片。
对于BGR↔Gray的转换,我们使用的flag就是cv2.COLOR_BGR2GRAY。 同样对于BGR↔HSV的转换我们用的flag就是cv2.COLOR_BGR2HSV。 (多数情况下,用这两个就够了) 你可以下的命令得到所有可用的 flag。
import cv2
flags=[i for in dir(cv2) if i startswith('COLOR_')]
print (flags)
在 OpenCV 的 HSV 格式中,H(色彩/色度)的取值范围是 [0,179], S(饱和度)的取值范围 [0,255],V(亮度)的取值范围 [0,255]。但是不同的软件使用的值可能不同。所以当你拿 OpenCV 的 HSV 值与其他软件的 HSV 值对比时,一定要记得归一化。
任务2:物体跟踪
现在我们知怎样将一幅图像从 BGR 换到 HSV 了,我们可以利用 一点来提取带有某个特定色的物体。在 HSV 颜色空间中要比在 BGR 空间中更容易表示一个特定颜色。在我们的程序中,我们提取的是一个蓝色的物体。下就是就是我们做的几步: • 从视频中获取每一帧图像(一帧图像,我们可以理解为一张图片) • 将图像从BGR换到 HSV 空间 • 设置 HSV 阀值到蓝色范围。 • 获取蓝色物体,当然我们可以做其他任何我们想做的事,比如:在蓝色物体周围画一个圈。(后面会降到如何操作)
import cv2
import numpy as np
cap = cv2.VideoCapture(0)
while(1):
#获取每一帧
ret,frame = cap.read()
#转换到HSV
hsv = cv2.cvtColor(frame,cv2.COLOR_BGR2HSV)
#设定蓝色的阀值
lower_blue = np.array([110,50,50])
upper_blue = np.array([130,255,255])
#根据阀值构建掩模
mask = cv2.inRange(hsv,lower_blue,upper_blue)
#对原图和掩模进行位运算
res = cv2.bitwise_and(frame,frame,mask=mask)
#显示图像
cv2.imshow('frame',frame)
cv2.imshow('mask',mask)
cv2.imshow('res',res)
k = cv2.waitKey(5)&0xFF
if k == ord('q'):
break
#关闭窗口
cv2.destroyAllWindows()
现在的噪点还是很多,后面会介绍如何通过滤波、形态学腐蚀与膨胀去消减噪音或者得到更加准确地捕捉物体。 追踪物体轮廓,以后可以找物体中心,然后跟踪物体,画出物体的轮廓,包含各种各样的拟合(椭圆拟合、直线拟合等,之后会一一介绍)可以在摄像头前挥挥手就可以画图等一些有趣的事。
任务3:怎样找到要跟踪对象的HSV值
函数cv2.cvtColor()可以用到这里,现在需要传入的参数是RGB的值而不是一幅图。例如要找到绿色的HSV值,只需在终端输入以下命令:
import cv2 import numpy as np
green=np.uint8([0,255,0]) hsv_green=cv2.cvtColor(green,cv2.COLOR_BGR2HSV)
error: /builddir/build/BUILD/opencv-2.4.6.1/ modules/imgproc/src/color.cpp:3541:
error: (-215) (scn == 3 || scn == 4) && (depth == CV_8U || depth == CV_32F) in function cvtColor
#scn (the number of channels of the source),
#i.e. self.img.channels(), is neither 3 nor 4.
# #depth (of the source),
#i.e. self.img.depth(), is neither CV_8U nor CV_32F.
# 所以不能用 [0,255,0] 而用 [[[0,255,0]]]
# 的三层括号应分别对应于 cvArray cvMat IplImage
green=np.uint8([[[0,255,0]]]) hsv_green=cv2.cvtColor(green,cv2.COLOR_BGR2HSV)
print (hsv_green )
[[[60 255 255]]]
现在你可以分别用 [H-100,100,100] 和 [H+100,255,255] 做上下阀值。除了个方法之外,你可以使用任何其他图像编辑软件(例如 GIMP) 或者在线换软件找到相应的 HSV 值,但是后别忘了调节 HSV 的范围。 推荐一个查主要颜色HSV阀值的网址,点击即可进入
总结
(本系列每周持续更新,谢谢大家的支持!)