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【OpenCV DNN】Flask 视频监控目标检测教程 01

本系列从零开始，详细讲解使用 Flask 框架构建 OpenCV DNN 模型的 Web 应用程序。

将OpenCV DNN模型部署到Web端，不需要安装任何依赖，只需要访问Web地址就可以访问和运行应用程序。

面向Python程序的Web框架可以用于部署应用程序。Web框架使开发者可以专注于应用程序的核心算法和业务逻辑，而不必具体处理底层细节，例如协议、套接字或进程和线程管理。

1. 面向Python程序的Web框架

Web 框架主要用于网站开发，为开发者实现业务逻辑提供了一套通用方法，可以实现数据的交互和业务功能的完善。

开发者在基于Web框架实现业务逻辑时，可以专注于应用程序的核心算法和业务逻辑，而不必具体处理底层细节，例如协议、套接字或进程和线程管理。在进行数据缓存、数据库访问、数据安全校验等方面，不需要自己重新实现。

Python的开发速度和灵活性使其可以很容易地快速建立和运行网站。，Python在web框架中提供了大量的选择和自由度。

Django
Django是一个免费的、开源的全栈Python Web 开发框架，开发快速、代码较少、可扩展性强。Django 采用 MTV（Model、Template、View）模型组织资源，框架功能丰富，模板扩展选择最多，适合大型网站开发。Django的学习曲线相对陡峭，灵活度较差。

Flask
Flask 是一个Python 编写的Web微框架，让我们可以用Python语言快速实现Web服务。只提供Web服务器支持，不提供全栈开发支持。Flask 非常轻量、学习简单，适合小微原型系统的开发。

Bottle
Bottle 是一个用于 Python 的快速、简单和轻量级的 WSGI 微型网络框架。它作为单个文件模块分发，除了 Python 标准库之外没有任何依赖项。支持干净和动态的 URL。

Flask 是非全栈框架，Flask 具有以下依赖项：

1. Werkzeug WSGI 工具包： WSGI 实用程序库
2. Jinja2：模板引擎

Django 和 Flask 均可用于部署开发计算机视觉和深度学习应用程序，但 Flask 的学习曲线更平滑，且 Flask 专注于极简主义。

2. Flask 框架的安装与使用

2.1 Flask 安装

为了使用 Flask 构建计算机视觉 Web 应用程序，首先进行安装：

$ pip3 install flask

安装完成后，通过控制台命令cmd或 Anaconda Prompt (miniconda)进入命令行进行测试。

$ python

>>> import  flask
>>> print(flask.__version__)
2.3.1

2.2 Flask 框架例程

使用Flask框架编写一个显示“Hello Flask!”的web程序，介绍如何配置、调试Flask框架。

（1）新建一个Flask项目，项目的文件树如下。

---项目文件名\
    |---static\
    |---templates\
    |--- server.py

项目默认配置建立static和templates目录，static目录用来存放静态资源，例如图片、js、css文件等，templates目录存放模板文件。网站逻辑保存在Python程序文件server.py中。

# server.py
from flask import Flask  # 导入 Flask 包

app = Flask(__name__)  # 用当前脚本名称实例化Flask对象

@app.route('/')  # 将函数绑定到指定URL
def hello():
    return 'Hello Flask!'

if __name__ == '__main__':
    app.run()  # 启动一个本地开发服务器，激活该网页

例程首先创建 Flask 类的实例，作为Web服务器的网关接口（Web Server Gateway Interface, WSGI）。然后，route()装饰器用于指定URL的触发函数，将触发函数绑定到指定URL。最后，函数返回在浏览器中显示的内容。

（2）运行Python程序。

运行程序server.py，在控制台显示如下的消息，表明Web服务器已启动。

$ python server.py

* Serving Flask app 'server'
* Debug mode: off
WARNING: This is a development server. Do not use it in a production deployment. Use a production WSGI server instead.
* Running on http://127.0.0.1:5000/
(Press CTRL+C to quit)

（3）在浏览器中访问http://127.0.0.1:5000/。
这将对服务器发送GET请求，该请求将返回相应的消息：

127.0.0.1 - - [26/Apr/2023 21:42:13] “GET / HTTP/1.1” 200 -
127.0.0.1 - - [26/Apr/2023 21:42:13] “GET /favicon.ico HTTP/1.1” 404 -

2.3 绑定IP和端口

虽然flask命令可以启动一个本地服务器，但是每次程序修改后都需要手动重启服务器。将应用对象的debug属性设为True，可以启用Debug模式。

app.run(debug=True)

在Debug模式下，修改应用代码之后服务器会自动重启，当应用出错时还会提供一个调试器。重新运行Python程序，在控制台将显示如下的消息。

* Serving Flask app 'server2'
* Debug mode: on 

* Restarting with stat
 * Debugger is active!
 * Debugger PIN: 110-148-621

Flask默认的绑定IP为127.0.0.1，端口为5000。通过设置参数host可以自定义IP地址，设置参数port可以自定义端口。

app.run(host=‘0.0.0.0’)

重新运行Python程序，在控制台将显示如下的消息。

 * Running on all addresses (0.0.0.0)
 * Running on http://127.0.0.1:5000
 * Running on http://192.168.3.249:5000

这样就可以从局域网内的其他设备执行请求。例如，从连接局域网的手机访问IP地址：http://192.168.3.249:5000，将对服务器发送GET请求，并在手机浏览器中显示网页内容。

2.4 Flask路由

Web框架使用路由技术直接访问所需的页面，而无需从主页导航。

Flask中使用route()装饰器将应用程序的URL绑定到函数，可以实现路由访问。例如：@app.route('/hello')将URL/hello规则绑定到hello_world()函数。

@app.route('/hello')
def hello_world():
   return 'hello world'

用户访问 http://localhost:5000/hello，将在浏览器中显示hello_world()函数的输出。
application对 象的add_url_rule()函数也可用于将URL与函数绑定，如上例所示，使用route()装饰器的目的也由以下表示：

def hello_world():
   return 'hello world'
app.add_url_rule('/', 'hello', hello_world)

通过向规则参数添加变量部分，可以动态构建URL。此变量部分标记为<converter:variable_name>。它作为关键字参数传递给与规则相关联的函数。
例如，在下面的例程中，route()装饰器的规则参数包含附加到URL’/hello’的<name>。

from flask import Flask

app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def hello():
    return 'Hello world!'

@app.route('/user')
def hello_user():
    return 'Hello user!'

@app.route('/hello/<name>')
def hello_name(name):
    return 'Hello %s!' % name

if __name__ == '__main__':
    app.run(host='0.0.0.0')

如果在浏览器中输入http://localhost:5000/hello/youcans作为URL，则’youcans’ 将作为参数提供给 hello_name()函数。该请求将返回相应的消息：

 * Running on all addresses (0.0.0.0)
 * Running on http://127.0.0.1:80
 * Running on http://192.168.3.249:80
Press CTRL+C to quit
127.0.0.1 - - [27/Apr/2023 09:06:27] "GET /hello/youcans HTTP/1.1" 200 -
127.0.0.1 - - [27/Apr/2023 09:06:27] "GET /favicon.ico HTTP/1.1" 404 -

【本节完】
下节内容：使用OpenCV+Flask部署Web应用程序。

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