摄像头识别红色和蓝色并框选，当该颜色为摄像头屏幕上大多数颜色时打印出该颜色的名称

新手学习笔记，第一次写博客，若有错误还请指出（ ~`_`）~

1.调包

import cv2import numpy as npfrom matplotlib import pyplot as plt

2.初始设置

lower_red = np.array([0, 50, 100])#为红色和蓝色设置阈值用来为之后处理图像准备upper_red = np.array([10, 255, 255])#该阈值是在HSV颜色空间下lower_blue = np.array([100,50,100])upper_blue = np.array([124, 255, 255])red = (0,0,225) #设置红色和蓝色在BGR颜色空间下的数值元组blue = (225,0,0)cv2.namedWindow('video', cv2.WINDOW_AUTOSIZE)#设置窗口'video'，大小为自适应模式cv2.resizeWindow('video',640,480)#为窗口设置宽度（640）和高度（480）

3.图像处理，提取颜色

def img_process(img,lower,upper):"""根据阈值处理图像，提取阈值内的颜色。返回处理后只留下指定颜色的图像（其余为黑色）img：原图像；lower：最低阈值；upper：最高阈值"""kernel = np.ones((35, 35), np.uint8)#创建一个35x35卷积核，卷积核内元素全为1hsv = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2HSV)#将BGR图像转化为HSV图像，方便颜色提取Open = cv2.morphologyEx(hsv,cv2.MORPH_OPEN,kernel)#用卷积核对图像进行形态学开运算操作，去除噪声mask = cv2.inRange(Open, lower, upper)#开运算得到的图像用阈值进行二值化处理（处理后的结果为在阈值内的部分变为白色，不在阈值内的部分为黑色）res = cv2.bitwise_and(img, img, mask = mask)#二值化处理后的图像与原图进行位与运算（处理后在阈值内的颜色变为原颜色，不在阈值内的部分仍为黑色）return res#该函数的返回值为位与运算之后的图像，此图像只保留了在阈值内的图像，其余部分为黑色

4.轮廓绘制

def cnts_draw(img,res,color):"""在原图像上绘出指定颜色的轮廓。无返回值img：原图像；res：只剩某颜色的位与运算后的图像；color：轮廓的颜色"""canny = cv2.Canny(res,100,200)#Canny边缘检测算法，用来描绘图像中物体的边缘，（100，200为此函数的两个阈值，该阈值越小轮廓的细节越丰富）contours, hierarchy=cv2.findContours(canny,cv2.RETR_EXTERNAL,cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)#寻找图像轮廓的函数，这里先用Canny算法得到只保留轮廓的图像方便轮廓的找寻if len(contours) == 0:#传递到max函数中的轮廓不能为空cv2.imshow('video',img)returnelse:max_cnt = max(contours , key = cv2.contourArea)#找到轮廓中最大的一个cv2.drawContours(img, max_cnt,-1,color,2)#在原图上绘制这个最大轮廓(x,y,w,h) = cv2.boundingRect(max_cnt)#找到这个最大轮廓的最大外接矩形，返回的（x，y）为这个矩形右下角的顶点，w为宽度，h为高度cv2.rectangle(img,(x,y),(x+w,y+h),color,3)#在原图上绘制这个矩形cv2.imshow('video', img)#展示原图

5.颜色识别

def colorfind(img):"""找到原图像最多的颜色，当该颜色为红色或蓝色时打印出来该颜色的名称，无返回值img：原图像"""kernel = np.ones((35, 35), np.uint8)hsv = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2HSV)Open = cv2.morphologyEx(hsv,cv2.MORPH_OPEN,kernel)#以上为图像处理hist = cv2.calcHist([Open],[0],None,[180],[0,180])#对Open图像的H通道进行直方图统计hist_max = np.where(hist == np.max(hist))#找到直方图hist中列方向最大的点hist_maxif 0 < hist_max[0] < 10:#hist_max[0]为hist_max的行方向的值，即H的值，H在0~10为红色print('red')elif 100 < hist_max[0] < 124:#H在100~124为蓝色print('blue')else : #H不在前两者之间跳出函数return#可以添加对H的判断来识别更多的颜色

下面是OpenCV中HSV空间颜色对照表

6.程序主体

if __name__ == "__main__":cap = cv2.VideoCapture(0)#打开摄像头（0代表打开默认摄像头，若有两个摄像头可用1表示打开另一个摄像头）while cap.isOpened():#判断摄像头是否正常打开flag, frame = cap.read()#读取摄像头返回两个参数，flag是布尔类型代表摄像头是否正常读取，frame是从摄像头读取的图像if not flag:#若无法读取则跳出循环print("无法读取摄像头！")breakelse:if frame is not None: #判断摄像头有无画面res_blue = img_process(frame,lower_blue,upper_blue)res_red = img_process(frame,lower_red,upper_red)cnts_draw(frame,res_blue,blue)cnts_draw(frame,res_red,red)colorfind(frame)key = cv2.waitKey(10)if key == 27:breakelse:print("无画面")breakcap.release()#释放资源，停止读取摄像头cv2.destroyAllWindows()#关闭所有窗口

完整源代码

import cv2import numpy as npfrom matplotlib import pyplot as pltlower_red = np.array([0, 50, 100])upper_red = np.array([10, 255, 255])lower_blue = np.array([100,50,100])upper_blue = np.array([124, 255, 255]) #若绘制轮廓与自己期望的识别结果相差较大，可通过调整阈值来改变识别结果red = (0,0,225)blue = (225,0,0)cv2.namedWindow('video', cv2.WINDOW_AUTOSIZE)cv2.resizeWindow('video',640,480)def img_process(img,lower,upper):"""根据阈值处理图像，提取阈值内的颜色。返回处理后只留下指定颜色的图像（其余为黑色）img：原图像；lower：最低阈值；upper：最高阈值"""kernel = np.ones((35, 35), np.uint8)hsv = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2HSV)Open = cv2.morphologyEx(hsv,cv2.MORPH_OPEN,kernel)mask = cv2.inRange(Open, lower, upper)res = cv2.bitwise_and(img, img, mask = mask)return resdef cnts_draw(img,res,color):"""在原图像上绘出指定颜色的轮廓。无返回值img：原图像；res：只剩某颜色的位与运算后的图像；color：轮廓的颜色"""canny = cv2.Canny(res,100,200)contours, hierarchy=cv2.findContours(canny,cv2.RETR_EXTERNAL,cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)if len(contours) == 0:cv2.imshow('video',img)returnelse:max_cnt = max(contours , key = cv2.contourArea)cv2.drawContours(img, max_cnt,-1,color,2)(x,y,w,h) = cv2.boundingRect(max_cnt)cv2.rectangle(img,(x,y),(x+w,y+h),color,3)cv2.imshow('video', img)def colorfind(img):"""找到原图像最多的颜色，当该颜色为红色或蓝色时打印出来该颜色的名称，无返回值img：原图像"""kernel = np.ones((35, 35), np.uint8)hsv = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2HSV)Open = cv2.morphologyEx(hsv,cv2.MORPH_OPEN,kernel)hist = cv2.calcHist([Open],[0],None,[180],[0,180])hist_max = np.where(hist == np.max(hist))if 0 < hist_max[0] < 10:print('red')elif 100 < hist_max[0] < 124:print('blue')else :returnif __name__ == "__main__":cap = cv2.VideoCapture(0)while cap.isOpened():flag, frame = cap.read()if not flag:print("无法读取摄像头！")breakelse:if frame is not None: res_blue = img_process(frame,lower_blue,upper_blue)res_red = img_process(frame,lower_red,upper_red)cnts_draw(frame,res_blue,blue)cnts_draw(frame,res_red,red)colorfind(frame)key = cv2.waitKey(10)if key == 27:breakelse:print("无画面")breakcap.release()cv2.destroyAllWindows()

下面是程序运行的实例