用OpenCV實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)注小工具 - 在Python下使用OpenCV的技巧教程與典型應(yīng)用案例

6.4 用OpenCV實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)注小工具

除了對圖像的處理，OpenCV的圖形用戶界面（Graphical User Interface, GUI）和繪圖等相關(guān)功能也是很有用的功能，無論是可視化，圖像調(diào)試還是我們這節(jié)要實(shí)現(xiàn)的標(biāo)注任務(wù)，都可以有所幫助。這節(jié)先介紹OpenCV窗口的最基本使用和交互，然后基于這些基礎(chǔ)和之前的知識實(shí)現(xiàn)一個(gè)用于物體檢測任務(wù)標(biāo)注的小工具。

6.4.1 OpenCV窗口循環(huán)

OpenCV顯示一幅圖片的函數(shù)是cv2.imshow()，第一個(gè)參數(shù)是顯示圖片的窗口名稱，第二個(gè)參數(shù)是圖片的array。不過如果直接執(zhí)行這個(gè)函數(shù)的話，什么都不會發(fā)生，因?yàn)檫@個(gè)函數(shù)得配合cv2.waitKey()一起使用。cv2.waitKey()指定當(dāng)前的窗口顯示要持續(xù)的毫秒數(shù)，比如cv2.waitKey(1000)就是顯示一秒，然后窗口就關(guān)閉了。比較特殊的是cv2.waitKey(0)，并不是顯示0毫秒的意思，而是一直顯示，直到有鍵盤上的按鍵被按下，或者鼠標(biāo)點(diǎn)擊了窗口的小叉子才關(guān)閉。cv2.waitKey()的默認(rèn)參數(shù)就是0，所以對于圖像展示的場景，cv2.waitKey()或者cv2.waitKey(0)是最常用的：
import cv2

img = cv2.imread('Aitutaki.png')
cv2.imshow('Honeymoon Island', img)
cv2.waitKey()

執(zhí)行這段代碼得到如下窗口：

cv2.waitKey()參數(shù)不為零的時(shí)候則可以和循環(huán)結(jié)合產(chǎn)生動態(tài)畫面，比如在6.2.4的延時(shí)小例子中，我們把延時(shí)攝影保存下來的所有圖像放到一個(gè)叫做frames的文件夾下。下面代碼從frames的文件夾下讀取所有圖片并以24的幀率在窗口中顯示成動畫：
import os
from itertools import cycle
import cv2

# 列出frames文件夾下的所有圖片
filenames = os.listdir('frames')

# 通過itertools.cycle生成一個(gè)無限循環(huán)的迭代器，每次迭代都輸出下一張圖像對象
img_iter = cycle([cv2.imread(os.sep.join(['frames', x])) for x in filenames])

key = 0
while key & 0xFF != 27:
cv2.imshow('Animation', next(img_iter))
key = cv2.waitKey(42)

在這個(gè)例子中我們采用了Python的itertools模塊中的cycle函數(shù)，這個(gè)函數(shù)可以把一個(gè)可遍歷結(jié)構(gòu)編程一個(gè)無限循環(huán)的迭代器。另外從這個(gè)例子中我們還發(fā)現(xiàn)，cv2.waitKey()返回的就是鍵盤上出發(fā)的按鍵。對于字母就是ascii碼，特殊按鍵比如上下左右等，則對應(yīng)特殊的值，其實(shí)這就是鍵盤事件的最基本用法。

6.4.2 鼠標(biāo)和鍵盤事件

因?yàn)镚UI總是交互的，所以鼠標(biāo)和鍵盤事件基本使用必不可少，上節(jié)已經(jīng)提到了cv2.waitKey()就是獲取鍵盤消息的最基本方法。比如下面這段循環(huán)代碼就能夠獲取鍵盤上按下的按鍵，并在終端輸出：
while key != 27:
cv2.imshow('Honeymoon Island', img)
key = cv2.waitKey()
# 如果獲取的鍵值小于256則作為ascii碼輸出對應(yīng)字符，否則直接輸出值
msg = '{} is pressed'.format(chr(key) if key < 256 else key)
print(msg)

通過這個(gè)程序我們能獲取一些常用特殊按鍵的值，比如在筆者用的機(jī)器上，四個(gè)方向的按鍵和刪除鍵對應(yīng)的值如下：

- 上（↑）：65362

- 下（↓）：65364

- 左（←）：65361

- 右（→）：65363

- 刪除（Delete）：65535

需要注意的是在不同的操作系統(tǒng)里這些值可能是不一樣的。鼠標(biāo)事件比起鍵盤事件稍微復(fù)雜一點(diǎn)點(diǎn)，需要定義一個(gè)回調(diào)函數(shù)，然后把回調(diào)函數(shù)和一個(gè)指定名稱的窗口綁定，這樣只要鼠標(biāo)位于畫面區(qū)域內(nèi)的事件就都能捕捉到。把下面這段代碼插入到上段代碼的while之前，就能獲取當(dāng)前鼠標(biāo)的位置和動作并輸出：
# 定義鼠標(biāo)事件回調(diào)函數(shù)
def on_mouse(event, x, y, flags, param):

# 鼠標(biāo)左鍵按下，抬起，雙擊
if event == cv2.EVENT_LBUTTONDOWN:
print('Left button down at ({}, {})'.format(x, y))
elif event == cv2.EVENT_LBUTTONUP:
print('Left button up at ({}, {})'.format(x, y))
elif event == cv2.EVENT_LBUTTONDBLCLK:
print('Left button double clicked at ({}, {})'.format(x, y))

# 鼠標(biāo)右鍵按下，抬起，雙擊
elif event == cv2.EVENT_RBUTTONDOWN:
print('Right button down at ({}, {})'.format(x, y))
elif event == cv2.EVENT_RBUTTONUP:
print('Right button up at ({}, {})'.format(x, y))
elif event == cv2.EVENT_RBUTTONDBLCLK:
print('Right button double clicked at ({}, {})'.format(x, y))

# 鼠標(biāo)中/滾輪鍵（如果有的話）按下，抬起，雙擊
elif event == cv2.EVENT_MBUTTONDOWN:
print('Middle button down at ({}, {})'.format(x, y))
elif event == cv2.EVENT_MBUTTONUP:
print('Middle button up at ({}, {})'.format(x, y))
elif event == cv2.EVENT_MBUTTONDBLCLK:
print('Middle button double clicked at ({}, {})'.format(x, y))

# 鼠標(biāo)移動
elif event == cv2.EVENT_MOUSEMOVE:
print('Moving at ({}, {})'.format(x, y))

# 為指定的窗口綁定自定義的回調(diào)函數(shù)
cv2.namedWindow('Honeymoon Island')
cv2.setMouseCallback('Honeymoon Island', on_mouse)