利用opencv進行簡易的拍照並處理照片

今天用python寫了一個調用攝像頭拍照並對圖片進行素描化或動漫化的小demo。

首先我的環境是：PyCharm+python3.8+opencv-python(4.4.0.42)

我們分析一下思路，第一步應該是調用我們的攝像頭拍取照片並保存到一個文件夾，第二步是讀取文件夾中的照片，把照片變成素描化或者動漫化。

下面就開始一步步實現：

第一步：

1.導入我們要用到的模塊

#導入模塊
import cv2
from PIL import Image, ImageOps, ImageFilter

2.初始化我們的攝像頭

#攝像頭
    cap = cv2.VideoCapture(0)#這里如果你是默認的攝像頭，那么就是0，否則你要取1

3.檢測我們的攝像頭是否在開啟狀態，並得到每一幀的圖像效果;這里對照片每一幀的截取我用的是通過檢測鍵盤按鍵來識別，如下：

 num = 1
    while(cap.isOpened()):#檢測是否在開啟狀態
        ret_flag,Vshow = cap.read()#得到每幀圖像
        cv2.imshow("Capture_Test",Vshow)#顯示圖像
        k = cv2.waitKey(1) & 0xFF#按鍵判斷
        if k == ord('s'):#保存
            cv2.imwrite('D:/MyShare/test_img/'+str(num)+".jpg",Vshow)#保存路徑
            print("success to save "+str(num)+".jpg")
            print("-------------------------")
            num += 1
        elif k == ord(' '):#空格退出
            break

4.根據上面的三步，我們就保存了我們攝像頭截取的照片，那么我們不再使用攝像頭就應該把攝像頭關閉，防止它一直占用我們的資源同時也要釋放內存。

  #釋放攝像頭
    cap.release()
    #釋放內存
    cv2.destroyAllWindows()

這樣我們就把第一步給完成了。

接下來，我們就來完成我們的第二步操作：

第二步：

1.編寫把照片轉成漫畫風格的函數，里面用到了高斯金字塔取樣，雙邊濾波，模糊，增強邊緣效果。這些我們都可以去網上百度到，那么我們就不在這里進行討論了，具體的參數是可以自己去調試的，我這里只給我的參數。那么直接上代碼：

#轉成漫畫風格
def toCarttonStyle(picturePath):
    #設置輸入輸出路徑和文件名稱
    imgInput_FileName = picturePath
    imgOutput_FileName = picturePath.split(".")[0] + '_cartoon.' + picturePath.split(".")[1]
    # imgOutput_FileName = picturePath

    #屬性設置
    num_down = 2 #縮減像素采樣的數目
    num_bilateral = 7 #定義雙邊濾波的數目

    #讀取圖片
    img_rgb = cv2.imread(imgInput_FileName)
    #img_rgb = cv2.imdecode(np.fromfile(imgInput_FileName, dtype=np.uint8), cv2.IMREAD_COLOR)

    #用高斯金字塔降低取樣
    img_color = img_rgb
    for _ in range(num_down):
        img_color = cv2.pyrDown(img_color)

    #重復使用小的雙邊濾波代替一個大的濾波
    for _ in range(num_bilateral):
        img_color = cv2.bilateralFilter(img_color,d=9,sigmaColor=9,sigmaSpace=7)

    #升采樣圖片到原始大小
    for _ in range(num_down):
        img_color = cv2.pyrUp(img_color)

    #轉換為灰度並且使其產生中等的模糊
    img_gray = cv2.cvtColor(img_rgb,cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    img_blur = cv2.medianBlur(img_gray,7)

    #檢測到邊緣並且增強其效果
    img_edge = cv2.adaptiveThreshold(img_blur,255,cv2.ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C,cv2.THRESH_BINARY,blockSize=9,C=2)

    #算法處理后，照片的尺寸可能會不統一
    #把照片的尺寸統一化
    height = img_rgb.shape[0]
    width = img_rgb.shape[1]
    img_color = cv2.resize(img_color,(width,height))

    # 轉換回彩色圖像
    img_edge = cv2.cvtColor(img_edge, cv2.COLOR_GRAY2RGB)
    img_cartoon = cv2.bitwise_and(img_color, img_edge)

    # 保存轉換后的圖片
    cv2.imwrite(imgOutput_FileName, img_cartoon)
    print('文件轉換成漫畫成功，保存在' + imgOutput_FileName)

2.把照片轉成素描風格，這里我們肯定是要先把照片進行一個透明度轉換，再接下來就是把照片的色彩改成灰色(你也可以改成你想要的顏色),然后再把照片進行模糊度的處理，就轉成了簡單的素描風格。

透明度轉換：

#透明度轉換，素描轉換的一部分
def dodge(a,b,alpha):
    #alpha為圖片透明度
    return min(int(a * 255 /(256 - b * alpha)),255)

圖像轉成素描：

#圖片轉換為素描
def toSketchStyle(picturePath,blur=25,alpha=1.0):
    # 設置輸入輸出路徑和文件名稱
    imgInput_FileName = picturePath
    imgOutput_FileName = picturePath.split(".")[0] + '_Sketch.' + picturePath.split(".")[1]
    # imgOutput_FileName = picturePath

    #轉化成ima對象
    img = Image.open(picturePath)
    #將文件轉成灰色
    img1 = img.convert('L')
    img2 = img1.copy()
    img2 = ImageOps.invert(img2)

    #模糊度
    for i in range(blur):
        img2 = img2.filter(ImageFilter.BLUR)
    width,height = img1.size
    for x in range(width):
        for y in range(height):
            a = img1.getpixel((x,y))
            b = img2.getpixel((x,y))
            img1.putpixel((x,y),dodge(a,b,alpha))

    #保存轉換后文件
    img1.save(imgOutput_FileName)
    print('文件轉換成漫畫成功，保存在' + imgOutput_FileName)

這樣就把第二步完成了。下面我把全部的代碼展示出來：

#導入模塊
import cv2
from PIL import Image, ImageOps, ImageFilter

def camera():
    #攝像頭
    cap = cv2.VideoCapture(0)#這里如果你是默認的攝像頭，那么就是0，否則你要取1

    flag = 1

    num = 1
    while(cap.isOpened()):#檢測是否在開啟狀態
        ret_flag,Vshow = cap.read()#得到每幀圖像
        cv2.imshow("Capture_Test",Vshow)#顯示圖像
        k = cv2.waitKey(1) & 0xFF#按鍵判斷
        if k == ord('s'):#保存
            cv2.imwrite('D:/MyShare/test_img/'+str(num)+".jpg",Vshow)#保存路徑
            print("success to save "+str(num)+".jpg")
            print("-------------------------")
            num += 1
        elif k == ord(' '):#空格退出
            break

    #釋放攝像頭
    cap.release()
    #釋放內存
    cv2.destroyAllWindows()


#轉成漫畫風格
def toCarttonStyle(picturePath):
    #設置輸入輸出路徑和文件名稱
    imgInput_FileName = picturePath
    imgOutput_FileName = picturePath.split(".")[0] + '_cartoon.' + picturePath.split(".")[1]
    # imgOutput_FileName = picturePath

    #屬性設置
    num_down = 2 #縮減像素采樣的數目
    num_bilateral = 7 #定義雙邊濾波的數目

    #讀取圖片
    img_rgb = cv2.imread(imgInput_FileName)
    #img_rgb = cv2.imdecode(np.fromfile(imgInput_FileName, dtype=np.uint8), cv2.IMREAD_COLOR)

    #用高斯金字塔降低取樣
    img_color = img_rgb
    for _ in range(num_down):
        img_color = cv2.pyrDown(img_color)

    #重復使用小的雙邊濾波代替一個大的濾波
    for _ in range(num_bilateral):
        img_color = cv2.bilateralFilter(img_color,d=9,sigmaColor=9,sigmaSpace=7)

    #升采樣圖片到原始大小
    for _ in range(num_down):
        img_color = cv2.pyrUp(img_color)

    #轉換為灰度並且使其產生中等的模糊
    img_gray = cv2.cvtColor(img_rgb,cv2.COLOR_BGR2GRAY)
    img_blur = cv2.medianBlur(img_gray,7)

    #檢測到邊緣並且增強其效果
    img_edge = cv2.adaptiveThreshold(img_blur,255,cv2.ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C,cv2.THRESH_BINARY,blockSize=9,C=2)

    #算法處理后，照片的尺寸可能會不統一
    #把照片的尺寸統一化
    height = img_rgb.shape[0]
    width = img_rgb.shape[1]
    img_color = cv2.resize(img_color,(width,height))

    # 轉換回彩色圖像
    img_edge = cv2.cvtColor(img_edge, cv2.COLOR_GRAY2RGB)
    img_cartoon = cv2.bitwise_and(img_color, img_edge)

    # 保存轉換后的圖片
    cv2.imwrite(imgOutput_FileName, img_cartoon)
    print('文件轉換成漫畫成功，保存在' + imgOutput_FileName)


#透明度轉換，素描轉換的一部分
def dodge(a,b,alpha):
    #alpha為圖片透明度
    return min(int(a * 255 /(256 - b * alpha)),255)

#圖片轉換為素描
def toSketchStyle(picturePath,blur=25,alpha=1.0):
    # 設置輸入輸出路徑和文件名稱
    imgInput_FileName = picturePath
    imgOutput_FileName = picturePath.split(".")[0] + '_Sketch.' + picturePath.split(".")[1]
    # imgOutput_FileName = picturePath

    #轉化成ima對象
    img = Image.open(picturePath)
    #將文件轉成灰色
    img1 = img.convert('L')
    img2 = img1.copy()
    img2 = ImageOps.invert(img2)

    #模糊度
    for i in range(blur):
        img2 = img2.filter(ImageFilter.BLUR)
    width,height = img1.size
    for x in range(width):
        for y in range(height):
            a = img1.getpixel((x,y))
            b = img2.getpixel((x,y))
            img1.putpixel((x,y),dodge(a,b,alpha))

    #保存轉換后文件
    img1.save(imgOutput_FileName)
    print('文件轉換成漫畫成功，保存在' + imgOutput_FileName)


if __name__ == '__main__':
    camera()
    imgInput_FileName = input('輸入文件路徑: ')
    while True:
        print('1、漫畫風格')
        print('2、素描風格')
        userChoose = input('請選擇風格（輸入序號即可）：')
        if userChoose.__eq__('1'):
            toCarttonStyle(imgInput_FileName)
            break
        elif userChoose.__eq__('2'):
            toSketchStyle(imgInput_FileName)
            break
        else:
            print('違法輸入（請輸入序號）')
            break

 

我放一張運行的展示圖：

運行成功以后，你就可以去你的文件夾看看照片了。

下面的鏈接是關於高斯金字塔，濾波和模糊度：

https://www.cnblogs.com/wj-1314/p/11981974.html

https://zhuanlan.zhihu.com/p/279602383

https://www.cnblogs.com/april0315/p/13716651.html

 

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