与OpenCV的第三天

作者: Code_r_Wang | 来源:发表于2017-01-18 21:21 被阅读317次

第一件事：HighGUI 模块学习

1. OpenCV 命名空间

之前的代码每一个 OpenCV 类和函数之前都会加上 cv:: ，这是因为 OpenCV 的代码都是定义在命名空间 cv 之内的，需要通过在类和函数之前加上 cv:: 对 cv 命名空间内的类和函数进行调用。但是还有一种更方便的用法，是在代码开头的适当位置加上 using namespace cv; 这句代码。规定之后的程序都位于此命名空间之内。
比如：

#include <opencv2/opencv.cpp>
using namespace cv;

这样，之后的程序都不需要再加 cv:: 前缀。

2. 图像载入： imread 函数

imread 函数用于读取文件中的图片到 OpenCV 中。原型如下：

Mat imread(const string& filename, int flags = 1);

第一个参数，const string& 类型的变量，需要填入图片的路径名。
支持如下类型的图像输入：

类型	后缀
位图	.bmp，.dib
JPEG文件	.jpeg，.jpg，*.jpe
JPEG 2000 文件	*.jp2
PNG图片	*.png
便携文件格式	.pbm，.pgm，*ppm
Sun rasters 光栅文件	.sr，.ras
TIFF 文件	.tiff，.tif

第二个参数，int 类型的变量，指定一个加载图像的显示颜色类型。默认值为 1，表示载入三通道的彩色图。我们可以在 imgcodecs_c.h（ OpenCV2 中，被定义在 higui_c.h 文件中）文件中找到这个枚举的定义：

enum
{
/* 8bit, color or not */
    CV_LOAD_IMAGE_UNCHANGED  =-1,
/* 8bit, gray */
    CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE  =0,
/* ?, color */
    CV_LOAD_IMAGE_COLOR      =1,
/* any depth, ? */
    CV_LOAD_IMAGE_ANYDEPTH   =2,
/* ?, any color */
    CV_LOAD_IMAGE_ANYCOLOR   =4,
/* ?, no rotate */
    CV_LOAD_IMAGE_IGNORE_ORIENTATION  =128
};

参数名	介绍
CV_LOAD_IMAGE_UNCHANGED	和 `CV_LOAD_IMAGE_ANYCOLOR` 相比，除了会载入Alpha通道外基本是同等效果的，所以这个参数渐渐使用的很少了。
CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE	将图像转为灰度再返回。
CV_LOAD_IMAGE_COLOR	将图像转换为3通道彩色再返回。
CV_LOAD_IMAGE_ANYDEPTH	若载入图像深度为 16 位或 32 位，就返回对应深度的图像，否则将图像深度转为8位再返回。
CV_LOAD_IMAGE_ANYCOLOR	保持颜色通道不变
CV_LOAD_IMAGE_IGNORE_ORIENTATION	忽略图片文件中的 orientation 旋转参数载入

注意：如果输入的参数之间有冲突，则会采用较小的值。如 CV_LOAD_IMAGE_COLOR | CV_LOAD_IMAGE_ANYCOLOR 将按照 CV_LOAD_IMAGE_COLOR 载入三通道图。

若这个参数不取这个枚举值，那么将会按照：

flags > 0 返回 3 通道彩色图（CV_LOAD_IMAGE_COLOR）；
flags = 0 返回灰度图（CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE）；
flags < 0 返回包含Alpha通道的彩色图（CV_LOAD_IMAGE_UNCHANGED）；

这个规则载入图像。

3.图像显示： imshow 函数

imshow 用于在指定窗口显示图像，原型如下：

void imshow(const string& winname, InputArray Mat);

第一个参数：const string& 类型的变量，需要显示的窗口名。
第二个参数：InputArray 类型的变量，需要显示的图像。如果窗口是用 CV_WINDOW_AUTOSIZE（默认值）创建的，那么就按图像原始大小显示（窗口会自动适应图片大小）。否则缩放图像适应窗口大小。而 imshow 函数对图像深度的缩放会规范到[0,255] 区间，即 8 位深度。

InputArray 类型：

在 opencv_core 模块中的 mat.hpp 头文件中可以找到该类型定义：

typedef const _InputArray& InputArray;

class CV_EXPORTS _InputArray
{
public:
    enum {
        KIND_SHIFT = 16,
        FIXED_TYPE = 0x8000 << KIND_SHIFT,
        FIXED_SIZE = 0x4000 << KIND_SHIFT,
        KIND_MASK = 31 << KIND_SHIFT,

        NONE              = 0 << KIND_SHIFT,
        MAT               = 1 << KIND_SHIFT,
        MATX              = 2 << KIND_SHIFT,
        STD_VECTOR        = 3 << KIND_SHIFT,
        STD_VECTOR_VECTOR = 4 << KIND_SHIFT,
        STD_VECTOR_MAT    = 5 << KIND_SHIFT,
        EXPR              = 6 << KIND_SHIFT,
        OPENGL_BUFFER     = 7 << KIND_SHIFT,
        CUDA_HOST_MEM     = 8 << KIND_SHIFT,
        CUDA_GPU_MAT      = 9 << KIND_SHIFT,
        UMAT              =10 << KIND_SHIFT,
        STD_VECTOR_UMAT   =11 << KIND_SHIFT,
        STD_BOOL_VECTOR   =12 << KIND_SHIFT,
        STD_VECTOR_CUDA_GPU_MAT = 13 << KIND_SHIFT
    };

    _InputArray();
    _InputArray(int _flags, void* _obj);
    _InputArray(const Mat& m);
    _InputArray(const MatExpr& expr);
    _InputArray(const std::vector<Mat>& vec);
    template<typename _Tp> _InputArray(const Mat_<_Tp>& m);
    template<typename _Tp> _InputArray(const std::vector<_Tp>& vec);
    _InputArray(const std::vector<bool>& vec);
    template<typename _Tp> _InputArray(const std::vector<std::vector<_Tp> >& vec);
    template<typename _Tp> _InputArray(const std::vector<Mat_<_Tp> >& vec);
    template<typename _Tp> _InputArray(const _Tp* vec, int n);
    template<typename _Tp, int m, int n> _InputArray(const Matx<_Tp, m, n>& matx);
    _InputArray(const double& val);
    _InputArray(const cuda::GpuMat& d_mat);
    _InputArray(const std::vector<cuda::GpuMat>& d_mat_array);
    _InputArray(const ogl::Buffer& buf);
    _InputArray(const cuda::HostMem& cuda_mem);
    template<typename _Tp> _InputArray(const cudev::GpuMat_<_Tp>& m);
    _InputArray(const UMat& um);
    _InputArray(const std::vector<UMat>& umv);

    Mat getMat(int idx=-1) const;//常成员函数，不能改变成员变量值的函数
    Mat getMat_(int idx=-1) const;
    UMat getUMat(int idx=-1) const;
    void getMatVector(std::vector<Mat>& mv) const;
    void getUMatVector(std::vector<UMat>& umv) const;
    void getGpuMatVector(std::vector<cuda::GpuMat>& gpumv) const;
    cuda::GpuMat getGpuMat() const;
    ogl::Buffer getOGlBuffer() const;

    int getFlags() const;
    void* getObj() const;
    Size getSz() const;

    int kind() const;
    int dims(int i=-1) const;
    int cols(int i=-1) const;
    int rows(int i=-1) const;
    Size size(int i=-1) const;
    int sizend(int* sz, int i=-1) const;
    bool sameSize(const _InputArray& arr) const;
    size_t total(int i=-1) const;
    int type(int i=-1) const;
    int depth(int i=-1) const;
    int channels(int i=-1) const;
    bool isContinuous(int i=-1) const;
    bool isSubmatrix(int i=-1) const;
    bool empty() const;
    void copyTo(const _OutputArray& arr) const;
    void copyTo(const _OutputArray& arr, const _InputArray & mask) const;
    size_t offset(int i=-1) const;
    size_t step(int i=-1) const;
    bool isMat() const;
    bool isUMat() const;
    bool isMatVector() const;
    bool isUMatVector() const;
    bool isMatx() const;
    bool isVector() const;
    bool isGpuMatVector() const;
    ~_InputArray();

protected:
    int flags;
    void* obj;
    Size sz;

    void init(int _flags, const void* _obj);
    void init(int _flags, const void* _obj, Size _sz);
};

可以看出这是一个代理类并通过 c++ 的转换构造函数机制，实现传入 Mat 类型并转为 InputArray 的相应构造函数 _InputArray(const Mat& m);，构造出一个 InputArray 类型的对象。
代理类：目标类（可多个）为其内部的 private、protected 类型成员变量，并通过创建同名方法以及对目标类相应方法的调用，完成对目标类的代理行为。
简而言之，就是替目标类传话的一个类。

4. 创建窗口：namedWindow 函数

namedWindow 的函数原型如下：

void namedWindow(const string& winname, int flags=WINDOW_AUTOSIZE);

第一个参数，const string& 类型的变量，窗口标识符。
第二个参数，int 类型的变量，窗口类型。

类型	介绍
WINDOW_NORMAL	用户可以改变窗口的大小
WINDOW_AUTOSIZE	窗口自动调整，以显示所显示的图像。用户不可以手动设置。
WINDOW_OPENGL	使创建的窗口支持OpenGL

5. 输出图像到文件：imwrite 函数

imwrite 函数原型如下：

bool imwrite(const string& filename,InputArray img, vector<int> params=vector<int>());

第一个参数：const string& 类型的变量，文件名（需要后缀）。
第二个参数：InputArray 类型的数据，一般是 Mat 类型的图像数据。
第三个参数：vector<int> 类型的变量，特定格式保存的参数编码。它有默认值。

图片格式	介绍
JPEG	这个参数表示从 0 到 100 的图片质量，默认值95。
PNG	这个参数表示压缩级别（CV_IMWRITE_PNG）从 0 到 9。值越高意味着，尺寸越小，压缩时间越长。默认值是 3
PPM，PGM，PBM	表示二进制格式标志（CV_IMWRITE_PXM_BINARY），取值为 0 或者 1。

支持保存的几种图片格式与支持读取的几种图片格式一致。

6. 图像载入、显示与输出的综合程序

#include <iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>
int main(int argc, const char * argv[]) {
//载入图像
    cv::Mat image = cv::imread("1.jpg");
    cv::Mat logo = cv::imread("Code_r_Wang.jpg");
    
    //显示原图像
    cv::namedWindow("1.jpg");
    cv::imshow("1.jpg", image);
    
    //显示logo图像
    cv::namedWindow("Code_r_Wang.jpg");
    cv::imshow("Code_r_Wang.jpg", logo);
    
    //选取部分图像
    cv::Mat imageROI;
    imageROI = image(cv::Rect(image.cols - logo.cols - 10, image.rows - logo.rows - 10, logo.cols, logo.rows));

    //混合图像（这个函数放到后面学）
    cv::addWeighted(imageROI, 0.5, logo, 0.5, 0.0, imageROI);
    
    //展示结果图
    cv::namedWindow("result");
    cv::imshow("result", image);
    
    //图像输出到文件
    cv::imwrite("叠加的结果图像.jpg", image);

    cv::waitKey();

return 0;
}

运行效果图【原图】

运行效果图【logo图】

运行效果图【原图+logo图】

右击 **Products** 目录下生成的可运行的程序点击 **show in finder** 即可查看生成的图片

生成的图像

7. 滑动条

创建滑动条
createTrackbar 函数，用于创建一个可以调整数值的滑动条，并将滑动条依附至指定窗口。函数原型如下：

int createTrackbar(const String& trackbarname, const String& winname, int *value, int count, TrackbarCallback onChange = 0, void* userdata = 0);

第一个参数：const String& 类型变量，滑动条的标识符。
第二个参数：const String& 类型变量，要依附的窗口的标识符。
第三个参数：int* 类型变量，一个指向整型的指针，表示滑块的位置。
第四个参数：int 类型变量，表示滑块滑块可以到达的最大位置。滑块最小位置为 0。
第五个参数：TrackbarCallback 类型的 onChange，默认值为 0。一个指向回调函数的指针。每次滑动条位置改变，都会回调这个函数。可以在 highgui.hpp 头文件中找到定义 typedef void (*TrackbarCallback)(int pos, void* userdata); 指向的指针必须为 void (int ,void*)类型。第一个参数为滑块的位置，第二个参数为用户想要传递的数据。
第六个参数：void* 类型的变量，默认值为 0。这个参数会作为回调函数的第二个参数。

测试程序

#include <iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>
//窗口宏
#define WINDOW_NAME "Trackbar Demo"

//滑动条最大值
const int g_nMaxAlphaValue = 100;

//滑动条对应变量
int g_nAlphaValueSlider;
double g_dAlphaValue;
double g_dBetaValue;

//图像
cv::Mat g_srcImage1;
cv::Mat g_srcImage2;
cv::Mat g_dstImage;

void on_Trackbar(int count, void* userdata){
    //计算 alpha 值
    g_dAlphaValue = (double) g_nAlphaValueSlider/g_nMaxAlphaValue;

    //计算 beta 值
    g_dBetaValue = 1 - g_dAlphaValue;
    
    //线性混合（这个函数放到后面学）
    cv::addWeighted(g_srcImage1, g_dAlphaValue, g_srcImage2, g_dBetaValue, 0.0, g_dstImage);
    
    //显示效果图
    cv::imshow(WINDOW_NAME, g_dstImage);
}

int main(int argc, const char * argv[]) {

    //载入图像
    g_srcImage1 = cv::imread("1.jpg");
    g_srcImage2 = cv::imread("2.jpg");
    
    //判断是否载入成功，失败返回 -1
    if ( !g_srcImage1.data || !g_srcImage2.data) {
        return -1;
    }
    
    //赋最大参数值
    g_nAlphaValueSlider = 70;
    
    //创建窗口
    cv::namedWindow(WINDOW_NAME);
    
    //创建滑动条
    cv::createTrackbar("TrackBar", WINDOW_NAME, &g_nAlphaValueSlider, g_nMaxAlphaValue, on_Trackbar);
    
    //初次混合
    on_Trackbar(g_nAlphaValueSlider, NULL);
    
    cv::waitKey();
    
    return 0;
}

透明值 70 效果图

透明值 100 效果图

透明值 0 效果图

8. 鼠标操作：setMouseCallback 函数

鼠标操作的消息传递和滑动条的消息传递方式很类似。setMouseCallback 函数原型如下：

void setMouseCallback(const String &winname, MouseCallBack onMouse, void* userdata);

第一个参数窗口标识符。
第二个参数 MouseCallback 类型函数指针

//highgui.hpp 头文件中
/** @brief Callback function for mouse events. see cv::setMouseCallback
@param event one of the cv::MouseEventTypes constants.
@param x The x-coordinate of the mouse event.
@param y The y-coordinate of the mouse event.
@param flags one of the cv::MouseEventFlags constants.
@param userdata The optional parameter.
 */
typedef void (*MouseCallback)(int event, int x, int y, int flags, void* userdata);

第一个参数：int 类型变量对应枚举值

enum MouseEventTypes {
       EVENT_MOUSEMOVE      = 0, //!< indicates that the mouse pointer has moved over the window.
       EVENT_LBUTTONDOWN    = 1, //!< indicates that the left mouse button is pressed.
       EVENT_RBUTTONDOWN    = 2, //!< indicates that the right mouse button is pressed.
       EVENT_MBUTTONDOWN    = 3, //!< indicates that the middle mouse button is pressed.
       EVENT_LBUTTONUP      = 4, //!< indicates that left mouse button is released.
       EVENT_RBUTTONUP      = 5, //!< indicates that right mouse button is released.
       EVENT_MBUTTONUP      = 6, //!< indicates that middle mouse button is released.
       EVENT_LBUTTONDBLCLK  = 7, //!< indicates that left mouse button is double clicked.
       EVENT_RBUTTONDBLCLK  = 8, //!< indicates that right mouse button is double clicked.
       EVENT_MBUTTONDBLCLK  = 9, //!< indicates that middle mouse button is double clicked.
       EVENT_MOUSEWHEEL     = 10,//!< positive and negative values mean forward and backward scrolling, respectively.
       EVENT_MOUSEHWHEEL    = 11 //!< positive and negative values mean right and left scrolling, respectively.
     };

从枚举的名称不难看出其所代表的意义。

int x, int y 参数代表鼠标指针在图像坐标系中的坐标。
int flags 参数代表物理按键类型。对应枚举值如下：

//! Mouse Event Flags see cv::MouseCallback
enum MouseEventFlags {
       EVENT_FLAG_LBUTTON   = 1, //!< indicates that the left mouse button is down.
       EVENT_FLAG_RBUTTON   = 2, //!< indicates that the right mouse button is down.
       EVENT_FLAG_MBUTTON   = 4, //!< indicates that the middle mouse button is down.
       EVENT_FLAG_CTRLKEY   = 8, //!< indicates that CTRL Key is pressed.
       EVENT_FLAG_SHIFTKEY  = 16,//!< indicates that SHIFT Key is pressed.
       EVENT_FLAG_ALTKEY    = 32 //!< indicates that ALT Key is pressed.
     };

*void userdata 参数代表自定义参数。

第三个参数：*void userdata 参数代表自定义参数。

与OpenCV的第三天

第一件事：HighGUI 模块学习

1. OpenCV 命名空间

2. 图像载入： imread 函数

3.图像显示： imshow 函数

InputArray 类型：

4. 创建窗口：namedWindow 函数

5. 输出图像到文件：imwrite 函数

6. 图像载入、显示与输出的综合程序

7. 滑动条

8. 鼠标操作：setMouseCallback 函数

相关文章

网友评论

延伸阅读

深度阅读

栏目导航

热点阅读

OpenCv