OpenCV学习之路（五） 图像的载入、显示和输出
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图像的载入与显示
输出图像到文件
综合实例代码
滑动条的创建和使用
鼠标操作
图像的载入与显示
imread() 函数和 imshow() 函数完成了最简单的图像载入和显示。
1. imread() 函数。原型如下：
Mat imread(const string& filename, int flags = 1);（1）第一个参数，const string& 类型的 filename，对应需要载入的图片路径名。
（2）第二个参数，int 类型的 flags，为载入标识，指定一个加载图像的颜色类型。默认值为1，代表彩色图像。有如下枚举值：
CV_LOAD_IMAGE_UNCHANGED———等价取值为-1，新版本的OpenCV中将其废置，忽略。
CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE———等价取值为0，始终将图像转换成灰度再返回。
CV_LOAD_IMAGE_COLOR——等价取值为1，始终将图像转到彩色再返回。
CV_LOAD_IMAGE_ANYDEPTH——等价取值为2，若载入图像的深度为16或32则返回对应深度的图像，否则将转为8位图像再返回。
若输入有冲突的标志，将使用较小的数字值。比如CV_LOAD_IMAGE_COLOR|CV_LOAD_IMAGE_ANYCOLOR将载入三通道图像。如果想载入最真是无损的原图像，可以选择CV_LOAD_IMAGE_ANYDEPTH|CV_LOAD_IMAGE_ANYCOLOR。
因为 flags 是 int 类型的变量，若我们不适用固定的枚举值，可以做如下判定：
flags > 0 返回一个 3 通道的彩色图像（解码后的图像会以BGR的通道顺序进行存储，即蓝、绿、红）；
flags = 0 返回灰度图像；
flags < 0 返回包含 Alpha 通道的加载图像（默认情况下不包含 Alpha 通道）。
imread("cat.jpg", 2 | 4); //载入无损的源图像
imread("cat.jpg", 0); //载入灰度图
imread("cat.jpg", 199); //载入 3 通道的彩色图像
2. imshow() 函数。原型如下：
void imshow(const string& winname, InputArray mat);（1）第一个参数，const string& 类型的 winname，为需要显示的窗口标识名称。
（2）第二个参数，InputArray 类型的 mat，为需要显示的图像。
imshow() 函数用于在指定的窗口中显示图像。若窗口是用 CV_WINDOW_AUTOSIZE（默认值）标志创建的，那么将显示图像原始大小。否则，将图像进行缩放以适应窗口。imshow() 函数缩放图像，取决于图像的深度；
如果载入的图像是 8 位无符号类型，则显示图像本来的样子。
如果图像是 16 位无符号数类型或 32 位整型，则用像素值除以 256，值的范围从 [0，256*256] 映射到 [0，255]。
如果图像是 32 位浮点型，像素值乘以 255。值的范围从 [0,1] 映射到 [1，255]。
3. namedWindow() 函数。原型如下：
void namedWindow(const string& winname, int flags = WINDOW_AUTOSIZE);（1）第一个参数，const string& 类型的 winname，为窗口名称。
（2）第二个参数，int 类型的 flags，为窗口标识，有如下几种值：
WINDOW_NORMAL，用户可以改变窗口的大小（没有限制）。
WINDOW_AUTOSIZE，窗口会自动调整大小以适应所显示的图像，且用户不能手动改变窗口大小。
WINDOW_OPENGL，窗口创建的时候会支持 OpenGL。
输出图像到文件
1. imwrite() 函数。原型如下：
bool imwrite(const string& filename, InputArray img, const vector& params=vector()); （1）第一个参数，const string& 类型的 filename，为将要写入的文件名。注意要带上后缀，如："dog.jpg"。
（2）第二个参数，InputArray 类型的 img，一般为 Mat 类型的图像数据。
（3）第三个参数，const vector
对于 JPEG 格式的图像，该参数表示从0 到 100 的图像质量（CV_IMWRITE_JPEG_QUALITY），默认值是95。
对于 PNG 格式的图像，该参数表示从0 到 9压缩级别（CV_IMWRITE_PNG_COMPRESSION），默认值为3。
对于 PPM，PGM，PBM格式的图像，改参数表示一个二进制格式标志（CV_IMWRITE_PXM_BINARY），默认为1。
综合实例代码
#include
#include
using namespace cv;
using namespace std;
void createAlphaMat(Mat mat);
int main()
{
Mat srcImage = imread("cat.jpg");
namedWindow("原图");
imshow("原图", srcImage);
//创建带有 Alpha 通道的 Mat
Mat mat(480, 640, CV_8UC4);
createAlphaMat(mat);
vector compression_params;
compression_params.push_back(CV_IMWRITE_PNG_COMPRESSION);
compression_params.push_back(9);
try {
imwrite("透明 Alpha 值图.png", mat, compression_params);
imshow("生成的 PNG 图", mat);
fprintf(stdout, "PNG图片文件的 alpha 数据保存完毕\n 可以在工程目录下查看\n");
waitKey(0);
}
catch (runtime_error& er) {
fprintf(stderr, "图片转换成PNG格式发生错误：%s\n", er.what());
return 1;
}
return 0;
}
void createAlphaMat(Mat mat)
{
for(int i = 0; i < mat.rows; i++)
{
for (int j = 0; j < mat.cols; j++)
{
Vec4b& rgba = mat.at(i, j);
rgba[0] = UCHAR_MAX;
rgba[1] = saturate_cast((float(mat.cols - j)) / ((float)mat.cols) * UCHAR_MAX);
rgba[2] = saturate_cast((float(mat.rows - i)) / ((float)mat.cols) * UCHAR_MAX);
rgba[3] = saturate_cast(0.5 * (rgba[1] + rgba[2]));
}
}
} 运行结果如下图：
滑动条的创建和使用
滑动条（Trackbar）是 OpenCV 动态调节参数特别好用的一种工具，它依附于窗口存在。
1. createTrackbar() 函数。原型如下：
int createTrackbar(const string& trackbarname, const string& winname, int* value, int count, TrackbarCallback onChange=0, void* userdata = 0);（1）第一个参数，const string& 类型的 trackbarname，为要创建的轨迹条的名字。
（2）第二个参数，const string& 类型的 winname，为窗口的名字。轨迹条依附于该窗口。
（3）第三个参数，int* 类型的 value，为一个指向整形的指针，表示创建滑块时的初始值。
（4）第四个参数，int 类型的 count，表示滑块可以达到的最大位置的值。最小位置值始终为0。
（5）第五个参数，TrackbarCallback 类型的 onChange，默认值为0。为一个指向回调函数的指针，每次滑块位置改变时，这个函数都会进行回调。并且这个函数的原型必须为 void XXX（int, void*）,其中第一个参数是轨迹条的位置，第二个参数是用户数据（看下面的第六个参数）。如果回调是 NULL 指针，则表示没有回调函数的调用，仅第三个参数 value 有变化。
（6）第六个参数，void* 类型的userdata，也有默认值0。这个参数是用户传给回调函数的数据，用来处理轨迹条事件。如果使用的第三个参数 value 实参是全局变量的话，完全可以不去管该参数。
实例代码如下：
#include
using namespace cv;
#define WINDOW_NAME "【线性混合实例】"
const int g_nMaxAlphaValue = 100;//Alpha 值的最大值
int g_nAlphaValueSlider = 30;//滑动条初始值
double g_dAlphaValue;
double g_dBetaValue;
//声明存储图像的变量
Mat g_srcImage1, g_srcImage2, g_dstImage;
void on_Trackbar(int, void*);
int main()
{
g_srcImage1 = imread("WindowsLogo.jpg");
g_srcImage2 = imread("LinuxLogo.jpg");
namedWindow(WINDOW_NAME);
char trackbarName[50];
sprintf_s(trackbarName, "透明值 %d", g_nMaxAlphaValue);
createTrackbar(trackbarName, WINDOW_NAME, &g_nAlphaValueSlider, g_nMaxAlphaValue, on_Trackbar);
on_Trackbar(g_nAlphaValueSlider, 0);
waitKey(0);
return 0;
}
void on_Trackbar(int, void*)
{
g_dAlphaValue = (double)g_nAlphaValueSlider / g_nMaxAlphaValue;
g_dBetaValue = 1.0 - g_dAlphaValue;
addWeighted(g_srcImage1, g_dAlphaValue, g_srcImage2, g_dBetaValue, 0.0, g_dstImage);
imshow(WINDOW_NAME, g_dstImage);
} 运行结果如下：
addWeighted() 函数用于两幅图像的线性混合。原型如下：
void addWeighted(InputArray src1, double alpha, InputArray src2, double beta, double gamma, OutputArray dst, int dtype = -1);（1）第一个参数，InputArray 类型的 src1，为输入的第一幅图像。
（2）第二个参数，double 类型的 alpha，为混合时第一幅图像元素所占的比重。
（3）第三个参数，InputArray 类型的 src2，为输入的第二幅图像。
（4）第四个参数，double 类型的 beta，为混合时第二幅图像元素所占的比重。
（5）第五个参数，double 类型的 gamma，加到权重总和上的权重。
（6）第六个参数，OutputArray 类型的 dst，为混合后的输出图像。
（7）第七个参数，int 类型的 dtype，输出阵列的可选深度，默认为 -1。当两幅图像的深度相同时，参数设置为 -1，即混合后的图像深度与混合前的图像深度一样。
2.getTrackbarPos() 函数。原型如下：
int getTrackbarPos(const string& trackbarname, const string& winname);（1）第一个参数，const string& 类型的 trackbarname，为轨迹条的名字。
（2）第二个参数，const string& 类型的 winname，为轨迹条依附的窗口的名字。
鼠标操作
鼠标操作和滑动条的消息映射方式类似，都是通过回调函数实现的。
1. setMouseCallback() 函数。原型如下：
void setMouseCallback(const string& winname, MouseCallback onMouse, void* userdata = 0);（1）第一个参数，const string&类型的 winname，窗口的名字。
（2）第二个参数，MouseCallback 类型的 onMouse 函数，为每次鼠标事件发生时的回调函数。其原型为 void Foo(int event, int x, int y, int flags, void* param)。event 是 EVENT_+ 变量之一，x 和 y 是鼠标指针在图像坐标系中的坐标值（区别窗口坐标系），flags 是 EVENT_FLAG 的组合，param 是用户定义的传递到 setMouseCallback 函数的参数。如 EVENT_MOUSEMOVE 为鼠标移动消息，EVENT_LBUTTONDOWN 为鼠标左键按下消息等。
（3）第三个参数，void* 类型的 userdata，用户定义的传递到回调函数的参数，默认值为0。参考createTrackbar 函数。
实例代码如下：
#include
using namespace cv;
#define WINDOW_NAME "【窗口程序】"
void on_MouseHandle(int event, int x, int y, int flags, void* param);
void drawRectangle(Mat& img, Rect box);
Rect g_rectangle;
bool g_bDrawingBox = false; //是否进行绘制
RNG g_rng(12345);
int main()
{
//准备参数
g_rectangle = Rect(-1, -1, 0, 0);
Mat srcImage(600, 800, CV_8UC3), tempImage;
srcImage.copyTo(tempImage);
srcImage = Scalar::all(0);
//设置鼠标操作回调函数
namedWindow(WINDOW_NAME);
setMouseCallback(WINDOW_NAME, on_MouseHandle, (void*)& srcImage);
//程序主循环，当进行绘制的标识符为真时，进行绘制
while (1)
{
srcImage.copyTo(tempImage);
if (g_bDrawingBox)
drawRectangle(tempImage, g_rectangle);
imshow(WINDOW_NAME, tempImage);
//按下 ESC 键，退出程序
if (waitKey(10) == 27)
break;
}
return 0;
}
void on_MouseHandle(int event, int x, int y, int flags, void* param)
{
Mat& image = *(Mat*)param;
switch (event)
{
//鼠标移动消息
case EVENT_MOUSEMOVE:
{
//如果绘制标识符为真，则记录下长和宽到 RECT 型变量中
if (g_bDrawingBox)
{
g_rectangle.width = x - g_rectangle.x;
g_rectangle.height = y - g_rectangle.y;
}
break;
//左键按下消息
case EVENT_LBUTTONDOWN:
{
g_bDrawingBox = true; //绘制符置为 true
g_rectangle = Rect(x, y, 0, 0); //记录起始点
}
break;
//左键抬起消息
case EVENT_LBUTTONUP:
{
g_bDrawingBox = false; //绘制符置为 false
if (g_rectangle.width < 0)
{
g_rectangle.x += g_rectangle.width;
g_rectangle.width *= -1;
}
if (g_rectangle.height < 0)
{
g_rectangle.y += g_rectangle.height;
g_rectangle.height *= -1;
}
//调用函数进行绘制
drawRectangle(image, g_rectangle);
break;
}
}
default:
break;
}
}
//矩形绘制函数
void drawRectangle(Mat& img, Rect box)
{
//随机给定绘制颜色
rectangle(img, box.tl(), box.br(), Scalar(g_rng.uniform(0, 255), g_rng.uniform(0, 255), g_rng.uniform(0, 255)));
} 
RNG 函数官方文档
Rect 类的成员变量有 x、y、width、height，分别为左上角点的坐标和矩形的宽和高。常用的成员函数有：Size() 返回 Size；area() 返回矩形的面积；contains(Point) 判断点是否在矩形内；inside(Rect) 判断矩形是否在该矩形内；tl() 返回左上角点坐标；br() 返回右下角点坐标。