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初学OpenCV图像处理的小伙伴肯定对什么高斯函数、滤波处理、阈值二值化等特性非常头疼，这里给各位分享一个小项目，可通过摄像头实时动态查看各类图像处理的特点，也可对各位调参、测试有一定帮助。
1、导入库文件
这里主要使用PySimpleGUI、cv2和numpy库文件，PySimpleGUI库文件实现GUI可视化，cv2库文件是Python的OpenCV接口文件，numpy库文件实现数值的转换和运算，均可通过pip导入。
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import PySimpleGUI as sg #pip install pysimplegui
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import cv2 #pip install opencv-python
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import numpy as np #pip install numpy
2、设计GUI
基于PySimpleGUI库文件实现GUI设计，本项目界面设计较为简单，设计800X400尺寸大小的框图，浅绿色背景，主要由摄像头界面区域和控制按钮区域两部分组成。效果如下所示：
GUI代码如下所示：
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#背景色
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sg.theme('LightGreen')
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#定义窗口布局
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layout = [
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[sg.Image(filename='', key='image')],
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[sg.Radio('None', 'Radio', True, size=(10, 1))],
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[sg.Radio('threshold', 'Radio', size=(10, 1), key='thresh'),
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sg.Slider((0, 255), 128, 1, orientation='h', size=(40, 15), key='thresh_slider')],
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[sg.Radio('canny', 'Radio', size=(10, 1), key='canny'),
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sg.Slider((0, 255), 128, 1, orientation='h', size=(20, 15), key='canny_slider_a'),
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sg.Slider((0, 255), 128, 1, orientation='h', size=(20, 15), key='canny_slider_b')],
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[sg.Radio('contour', 'Radio', size=(10, 1), key='contour'),
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sg.Slider((0, 255), 128, 1, orientation='h', size=(20, 15), key='contour_slider'),
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sg.Slider((0, 255), 80, 1, orientation='h', size=(20, 15), key='base_slider')],
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[sg.Radio('blur', 'Radio', size=(10, 1), key='blur'),
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sg.Slider((1, 11), 1, 1, orientation='h', size=(40, 15), key='blur_slider')],
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[sg.Radio('hue', 'Radio', size=(10, 1), key='hue'),
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sg.Slider((0, 225), 0, 1, orientation='h', size=(40, 15), key='hue_slider')],
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[sg.Radio('enhance', 'Radio', size=(10, 1), key='enhance'),
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sg.Slider((1, 255), 128, 1, orientation='h', size=(40, 15), key='enhance_slider')],
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[sg.Button('Exit', size=(10, 1))]
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]
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#窗口设计
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window = sg.Window('OpenCV实时图像处理',
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layout,
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location=(800, 400),
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finalize=True)
3、调用摄像头
打开电脑内置摄像头，将数据显示在GUI界面上，效果如下所示：
代码如下所示：
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#打开内置摄像头
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cap = cv2.VideoCapture(0)
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while True:
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event, values = window.read(timeout=0, timeout_key='timeout')
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#实时读取图像
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ret, frame = cap.read()
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#GUI实时更新
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imgbytes = cv2.imencode('.png', frame)[1].tobytes()
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window['image'].update(data=imgbytes)
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window.close()
4、实时图像处理
4.1、阈值二值化
进行阈值二值化操作，大于阈值values['thresh_slider']的，使用255表示，小于阈值values['thresh_slider']的，使用0表示，效果如下所示：
代码如下所示：
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if values['thresh']:
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frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2LAB)[:, :, 0]
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frame = cv2.threshold(frame, values['thresh_slider'], 255, cv2.THRESH_BINARY)[1]
4.2、边缘检测
进行边缘检测，values['canny_slider_a']表示最小阈值，values['canny_slider_b']表示最大阈值，效果如下所示：
代码如下所示：
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if values['canny']:
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frame = cv2.Canny(frame, values['canny_slider_a'], values['canny_slider_b'])
4.3、轮廓检测
轮廓检测是形状分析和物体检测和识别的有用工具，连接所有连续点（沿着边界）的曲线，具有相同的颜色或强度，效果如下所示：
代码如下所示：
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if values['contour']:
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hue = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2HSV)
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hue = cv2.GaussianBlur(hue, (21, 21), 1)
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hue = cv2.inRange(hue, np.array([values['contour_slider'], values['base_slider'], 40]),
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np.array([values['contour_slider'] + 30, 255, 220]))
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cnts= cv2.findContours(hue, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)[0]
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cv2.drawContours(frame, cnts, -1, (0, 0, 255), 2)
4.4、高斯滤波
进行高斯滤波,(21, 21)表示高斯矩阵的长与宽都是21，标准差取values['blur_slider']，效果如下所示：
代码如下所示：
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if values['blur']:
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frame = cv2.GaussianBlur(frame, (21, 21), values['blur_slider'])
4.5、色彩转换
色彩空间的转化，HSV转换为BGR，效果如下所示：
代码如下所示：
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if values['hue']:
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frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2HSV)
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frame[:, :, 0] += int(values['hue_slider'])
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frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_HSV2BGR)
4.6、调节对比度
增强对比度，使图像中的细节看起来更加清晰，效果如下所示：
代码如下所示：
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if values['enhance']:
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enh_val = values['enhance_slider'] / 40
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clahe = cv2.createCLAHE(clipLimit=enh_val, tileGridSize=(8, 8))
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lab = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2LAB)
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lab[:, :, 0] = clahe.apply(lab[:, :, 0])
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frame = cv2.cvtColor(lab, cv2.COLOR_LAB2BGR)
5、退出系统
直接break即可跳出循环。
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if event == 'Exit' or event is None:
-
break
拓展学习：基于Python的人工智能美颜系统
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