一、OpenCV-Python的安装

直接使用pip方法进行安装

pip install opencv-python

可能还会用到其他的库，这里一起安装。

pip install numpy

pip install matplotlib

直接使用pip可能会出现安装时下载速度较慢的问题，可以通过切换下载源来解决。切换下载源有两种方法：
1.在每次使用pip时声明下载源，如：

pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple opencv-python

2.直接为pip设置下载源
在 C:\Users\xxx\ 下新建一个pip文件夹，在文件夹下新建一个pip.ini文件，pip.ini中写下如下文本即可

[grobal]
index-url=https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

其中index-url即为pip使用下载源，这里也可以还可以换成别的安装源，比如：
1.豆瓣 http://pypi.douban.com/simple
2.阿里云 http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple
3.中科大 http://pypi.mirrors.ustc.edu.cn/simple
4.清华 https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

二、图片操作

这一部分将教我们学会怎样读入一幅图像，怎样显示一幅图像，以及如何保存一幅图像。

1.读入图像

使用函数 cv2.imread(filename, flags=None) 读入图像。第一个参数为需要读取的图片的路径；第二个参数时要告诉函数如何读取图片。

import cv2

img = cv2.imread('lena.jpg', cv2.IMREAD_COLOR)

cv2.imread()的第二参数：

• cv2.IMREAD_ANYCOLOR
• cv2.IMREAD_ANYDEPTH
• cv2.IMREAD_COLOR # 读入彩图
• cv2.IMREAD_GRAYSCALE # 读入灰度图
• cv2.IMREAD_IGNORE_ORIENTATION
• cv2.IMREAD_LOAD_GDAL
• cv2.IMREAD_REDUCED_COLOR_2 # 读入彩图并缩小到原来的1/2
• cv2.IMREAD_REDUCED_COLOR_4
• cv2.IMREAD_REDUCED_COLOR_8
• cv2.IMREAD_REDUCED_GRAYSCALE_2 # 读入灰度图并缩小到原来的1/2
• cv2.IMREAD_REDUCED_GTAYSCALE_4
• cv2.IMREAD_REDUCED_GRAYSCALE_8
• cv2.IMREAD_UNCHANGED

2.显示图像

使用函数 cv2.imshow(winname, mat) 显示图像。第一个参数为窗口的名字，随意设置；第二个参数为需要传入的图像。

import cv2

img = cv2.imread('lena.jpg', cv2.IMREAD_COLOR)
cv2.imshow('image', img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

lena.jpg

所以，上述代码表示显示一张图像，如果有按键输入，就关闭图像。

3.保存图像

使用函数 cv2.imwrite(filename, img, params=None) 来保存图像。

import cv2

img = cv2.imread('lena.jpg', cv2.IMREAD_GRAYSCALE)
cv2.imshow('image',img)
k = cv2.waitKey(0)&0xFF
if k == 27:         # wait for ESC key to exit
    cv2.destroyAllWindows()
elif k == ord('s'): # wait for 's' key to save and exit
    cv2.imwrite('lena_gray.jpg',img)
    cv2.destroyAllWindows()

如果电脑是64位系统，通常需要将 k = cv2.waitKey(0) 改成 k = cv2.waitKey(0)&0xFF

三、视频操作

这一部分主要是学习如何读取视频文件，如何显示视频和保存视频文件；另外还学习如何从摄像头获取并显示视频。

1.用摄像头捕获视频

我们经常会使用摄像头捕获实时图像，而OpenCV恰好为我们提供了一个简单的接口。
为了获取视频，我们应该线创建一个VideoCapture对象，即 cap = cv2.VideoCapture() ，它的参数可以是设备的索引号，也可以是一个视频文件。一般的笔记本电脑都有内置的摄像头，所以参数就是0。当然，我们也可以通过设置成1或者其他索引号来选择别的摄像头。这样，我们就可以一帧一帧地捕获视频了。另外，最后别忘了停止捕获视频。

import cv2

# 1.创建一个VideoCapture对象，使用笔记本电脑内置摄像头
cap = cv2.videoCapture(0)

while(Ture):
    # 2.摄像头捕获一帧数据
    ret, frame = cap.read()

    # 3.显示一帧数据
    cv2.imshow('frame', frame)
    if(cv2.waitKey(1)&0xFF == ord('q')):
        break

# 4.停止捕获视频
cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

cap.read() 返回一个布尔值(True/False)。如果帧读取正确则返回True。所以这个函数通常被用来检查视频文件是否已经到了结尾。
另外几个重要的函数：
cap.get(propId) 获取视频地一些参数信息。这里的propId可以是0到18之间的任何整数。

propId参数

• CV_CAP_PROP_POS_MSEC视频文件的当前位置（以毫秒为单位）或视频捕获时间戳。—— 0
• CV_CAP_PROP_POS_FRAMES接下来要解码/捕获的帧的基于0的索引。—— 1
• CV_CAP_PROP_POS_AVI_RATIO视频文件的相对位置：0 - 电影的开始，1 - 电影的结尾。—— 2
• CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH视频流中帧的宽度。—— 3
• CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT视频流中帧的高度。—— 4
• CV_CAP_PROP_FPS帧速率。—— 5
• CV_CAP_PROP_FOURCC编解码器的4字符代码。—— 6
• CV_CAP_PROP_FRAME_COUNT视频文件中的帧数。—— 7
• CV_CAP_PROP_FORMAT返回的Mat对象的格式retrieve()。—— 8
• CV_CAP_PROP_MODE指示当前捕获模式的特定于后端的值。—— 9
• CV_CAP_PROP_BRIGHTNESS图像的亮度（仅适用于相机）。—— 10
• CV_CAP_PROP_CONTRAST图像对比度（仅适用于相机）。—— 11
• CV_CAP_PROP_SATURATION图像的饱和度（仅适用于相机）。—— 12
• CV_CAP_PROP_HUE图像的色调（仅适用于相机）。—— 13
• CV_CAP_PROP_GAIN图像的增益（仅适用于相机）。—— 14
• CV_CAP_PROP_EXPOSURE曝光（仅适用于相机）。—— 15
• CV_CAP_PROP_CONVERT_RGB布尔标志，指示是否应将图像转换为RGB。—— 16
• CV_CAP_PROP_WHITE_BALANCE白平衡（当前不支持）—— 17
• CV_CAP_PROP_RECTIFICATION立体摄像机的整流标志（注意：目前仅支持DC1394 v 2.x后端）—— 18

cap.set(propId, value)可以用来设置某些参数的值。比如可以通过使用 cap.set(3, 320)和cap.set(4, 240)将宽和高设置成320×240
cap.isOpened()检查是否成功初始化摄像头设备，成功则返回True，否则则需要使用 cap.open() 开启。

2.从文件中播放视频

与从摄像头中捕获一样，只需要将设备索引号改成视频文件的名字即可播放视频文件。在播放每一帧时，使用 cv2.waiKey() 设置适当的持续时间。如果设置的太低视频就会播放的非常快，如果设置的太高就会播放的很慢（你可以使用这种方法控制视频的播放速度）。通常情况下 25 毫秒就可以了。

import cv2

cap = cv2.VideoCapture('vtest.avi')

while(cap.isOpened()):
    ret, frame = cap.read()

    # 转成灰度图
    gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

    cv2.imshow('frame',gray)
    if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
        break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

3.保存视频

在我们捕获视频，并对每一帧都进行加工之后我们想要保存这个视频。对于图片来时很简单只需要使用 cv2.imwrite()。但对于视频来说就要多做点工作。
我们要创建一个 VideoWriter 的对象。我们应该确定一个输出文件的名字。接下来指定 FourCC 编码（下面会介绍）。播放频率和帧的大小也都需要确定。最后一个是 isColor 标签。如果是 True，每一帧就是彩色图，否则就是灰度图。
FourCC 就是一个 4 字节码，用来确定视频的编码格式。可用的编码列表可以从fourcc.org查到。这是平台依赖的。下面这些编码器对我来说是有用个。

• In Fedora: DIVX, XVID, MJPG, X264, WMV1, WMV2. (XVID is more preferable. MJPG results in high size video. X264 givesvery small size video)
• In Windows: DIVX (More to be tested and added)
• In OSX : (I don’t have access to OSX. Can some one fill this?)

FourCC 码以下面的格式传给程序，以 MJPG 为例：
cv2.cv.FOURCC('M','J','P','G')或者 cv2.cv.FOURCC(*'MJPG')

下面的代码是从摄像头中捕获视频，沿水平方向旋转每一帧并保存它。

import cv2

cap = cv2.VideoCapture(0)

fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'DIVX')
out = cv2.VideoWriter('output.avi',fourcc, 20.0, (640,480))

while(cap.isOpened()):
    ret, frame = cap.read()
    if ret==True:
        frame = cv2.flip(frame,0)  # 旋转

        # 保存
        out.write(frame)

        cv2.imshow('frame',frame)
        if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
            break
    else:
        break

cap.release()
out.release()
cv2.destroyAllWindows()