OpenCV3 Mac版学习笔记

//

//  Session1to3.hpp

//  FirstOpenCVDemo

//

//  Created by Dylan on 2017/12/5.

//  Copyright © 2017年 Dylan. All rights reserved.

//

#ifndef Session1to3_hpp

#define Session1to3_hpp

#include

#endif /* Session1to3_hpp */

#include

#include

#include

#include

//#include

//#include

//#include

//#include

using namespace cv;

using namespace std;

void imageHandle();

void videoHandle(int capType = CAP_ANY);

int application_trace();

int camShiftDemomain();

void loadPicture();

void createWindowsAndTraceBar();

void imwritePicture();

// 图像混合

void mixedPicture();

void imageToVideo();

//

//  Session1to3.cpp

//  FirstOpenCVDemo

//

//  Created by Dylan on 2017/12/5.

//  Copyright © 2017年 Dylan. All rights reserved.

//

#include "Session1to3.h"

#pragma mark - --Demo Showcase 示例展示--

string imgPath= "/Users/DylanXiao/Desktop/test.jpg";

// 图像的一些处理方法

void imageHandle()

{

    Mat img = imread(imgPath,1);

    imshow("image", img); //read original img

    

    // 腐蚀 erode

    Mat element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(15,15));

    Mat dstImage;

    erode(img, dstImage, element);

    imshow("腐蚀效果图", dstImage);

    waitKey(0);

    

    // 滤波 blur

    Mat blurImg;

    blur(img,blurImg,Size(8,8));

    imshow("均值滤波【效果图】",blurImg);

    waitKey(0);

    

    // 转为灰度图像

    Mat grayImg;

    cvtColor(img, grayImg, COLOR_BGR2RGB);

    imshow("Gray", grayImg);

    waitKey(0);

    

    // 转为灰度图像

    cvtColor(img, grayImg, CV_BGR2GRAY);

    imshow("Gray", grayImg);

    waitKey(0);

    

    Mat edge;

    blur(grayImg, edge, Size(3,3)); // 使用3*3内核降噪

    Canny(edge, edge, 3, 9,3);      // 运行Canny算子

    imshow("[效果图]Canny 边缘检测", edge);

    waitKey(0);

    

}

// 视频、摄像头的处理方式

void videoHandle(int capType)

{

    namedWindow("Capture",WINDOW_NORMAL);

    //resizeWindow("Capture", 800, 600);

    

    VideoCapture capture;

    //capture.open(capType);  // 可以将open的参数改为“xxx.avi”视频地址，即可以播放视频

    capture.open("/Users/DylanXiao/Desktop/ImgToVideo.avi");

    

    while(1){

        Mat frame;

        capture >> frame;      // read current img

        

        if (frame.empty())

            break;

        

        int newheight = 800/ (frame.size().width/(float)frame.size().height);

        Size newsize= Size(800,newheight);

        resize(frame, frame, newsize);

        

        /*

         cvtColor(frame, frame, COLOR_BGR2GRAY);

         blur(frame, frame, Size(5,5));

         Canny(frame, frame, 0, 30,3);

         */

        imshow("Capture", frame); // show current image

        waitKey(5);           // Delay 30ms

    }

}

int video_picture(string filename)

{

    int i = 0;

    int j = 0;

    

    //读入视频

    //VideoCapture capture(filename);

    

    VideoCapture capture;

    capture.open(0);

    double rate = capture.get(CV_CAP_PROP_FPS);     //获取视频帧率

    //循环读取每一帧

    while (1){

        Mat frame;          //Mat:存储每一帧的图像

        capture >> frame;       //读取当前帧

        imshow("read", frame);

        

        i++;

        if (i == 6*rate){       //10fps/s      1min->600fps

            i = 0;

            j++;

            //imshow("读取视频", frame);        //显示当前帧

            string name_1 = "/Users/DylanXiao/Desktop/image/testImageToVideo/";

            string name_2 = to_string(j);

            string name_3 = ".jpg";

            name_1 += name_2;

            name_1 += name_3;           //图片存储路径及名字

            if (!frame.empty()){

                imwrite(name_1, frame);//截取当前帧并以图像的形式保存

                waitKey(30);          //延时30ms

            }

            if (frame.empty())

                break;

        }

        

        

        if (cv::waitKey(30) == 27)       //ESC：ASCⅡ码27

        {

            cout << "按下ESC键" << endl;

            break;

        }

    }

    

    waitKey();

    

    

    return j;

    

}

void Image_To_Video(int p_num)

{

    p_num=24;

    char image_name[100];

    string s_image_name;

    //初始化视频编写器

    cv::VideoWriter writer;

    int isColor = 1;    //true

    int frame_fps = 10;

    int frame_width = 1280;

    int frame_height = 720;

    using namespace cv;

    string video_name = "/Users/DylanXiao/Desktop/ImgToVideo.avi";      //视频名字及路径

    writer = VideoWriter(video_name, CV_FOURCC('X', 'V', 'I', 'D'), frame_fps, Size(frame_width, frame_height), isColor);

    cv::namedWindow("image to video", CV_WINDOW_AUTOSIZE);

    int i = 0;

    Mat img;

    while (i < p_num)

    {

        sprintf(image_name, "%s%d%s", "/Users/DylanXiao/Desktop/image/testImageToVideo/", ++i, ".jpg");

        s_image_name = image_name;

        img = imread(s_image_name);//读入图片

        if (!img.data)             //判断图片调入是否成功

        {

            cout << "Could not load image file...\n" << endl;

        }

        //非空判断

        if (!img.empty())

        {

            imshow("image to video", img);

            cout<<"Write "<": "<< s_image_name <

            //写入

            writer.write(img);

        }

        

        if (cv::waitKey(30) == 27)       //ESC：ASCⅡ码27

        {

            cout << "按下ESC键" << endl;

            break;

        }

    }

    

    

    cout<<"Write over\n";

    

}

void imageToVideo()

{

    int n = video_picture("");  // 截取帧

    Image_To_Video(n);          // 图像整合成视频

}

#pragma mark - CamshiftDemo

Mat image;

bool backprojMode = false;

bool selectObject = false;

int trackObject = 0;

bool showHist = true;

Point origin;

Rect selection;

int vmin = 10, vmax = 256, smin = 30;

// User draws box around object to track. This triggers CAMShift to start tracking

static void onMouse( int event, int x, int y, int, void* )

{

    if( selectObject )

    {

        selection.x = MIN(x, origin.x);

        selection.y = MIN(y, origin.y);

        selection.width = std::abs(x - origin.x);

        selection.height = std::abs(y - origin.y);

        

        selection &= Rect(0, 0, image.cols, image.rows);

    }

    

    switch( event )

    {

        case EVENT_LBUTTONDOWN:

            origin = Point(x,y);

            selection = Rect(x,y,0,0);

            selectObject = true;

            break;

        case EVENT_LBUTTONUP:

            selectObject = false;

            if( selection.width > 0 && selection.height > 0 )

                trackObject = -1;   // Set up CAMShift properties in main() loop

            break;

    }

}

string hot_keys =

"\n\nHot keys: \n"

"\tESC - quit the program\n"

"\tc - stop the tracking\n"

"\tb - switch to/from backprojection view\n"

"\th - show/hide object histogram\n"

"\tp - pause video\n"

"To initialize tracking, select the object with mouse\n";

static void help()

{

    cout << "\nThis is a demo that shows mean-shift based tracking\n"

    "You select a color objects such as your face and it tracks it.\n"

    "This reads from video camera (0 by default, or the camera number the user enters\n"

    "Usage: \n"

    "   ./camshiftdemo [camera number]\n";

    cout << hot_keys;

}

const char* keys =

{

    "{help h | | show help message}{@camera_number| 0 | camera number}"

};

int camShiftDemomain()

{

    VideoCapture cap;

    Rect trackWindow;

    int hsize = 16;

    float hranges[] = {0,180};

    const float* phranges = hranges;

    

    cap.open(CAP_ANY);

    

    if( !cap.isOpened() )

    {

        help();

        cout << "***Could not initialize capturing...***\n";

        cout << "Current parameter's value: \n";

        return -1;

    }

    cout << hot_keys;

    namedWindow( "Histogram", 0 );

    namedWindow( "CamShift Demo", 0 );

    setMouseCallback( "CamShift Demo", onMouse, 0 );

    createTrackbar( "Vmin", "CamShift Demo", &vmin, 256, 0 );

    createTrackbar( "Vmax", "CamShift Demo", &vmax, 256, 0 );

    createTrackbar( "Smin", "CamShift Demo", &smin, 256, 0 );

    

    Mat frame, hsv, hue, mask, hist, histimg = Mat::zeros(200, 320, CV_8UC3), backproj;

    bool paused = false;

    

    for(;;)

    {

        if( !paused )

        {

            cap >> frame;

            if(frame.empty())

                break;

        }

        

        frame.copyTo(image);

        

        if( !paused )

        {

            cvtColor(image, hsv, COLOR_BGR2HSV);

            

            if( trackObject )

            {

                int _vmin = vmin, _vmax = vmax;

                

                inRange(hsv, Scalar(0, smin, MIN(_vmin,_vmax)),

                        Scalar(180, 256, MAX(_vmin, _vmax)), mask);

                int ch[] = {0, 0};

                hue.create(hsv.size(), hsv.depth());

                mixChannels(&hsv, 1, &hue, 1, ch, 1);

                

                if( trackObject < 0 )

                {

                    // Object has been selected by user, set up CAMShift search properties once

                    Mat roi(hue, selection), maskroi(mask, selection);

                    calcHist(&roi, 1, 0, maskroi, hist, 1, &hsize, &phranges);

                    normalize(hist, hist, 0, 255, NORM_MINMAX);

                    

                    trackWindow = selection;

                    trackObject = 1; // Don't set up again, unless user selects new ROI

                    

                    histimg = Scalar::all(0);

                    int binW = histimg.cols / hsize;

                    Mat buf(1, hsize, CV_8UC3);

                    for( int i = 0; i < hsize; i++ )

                        buf.at(i) = Vec3b(saturate_cast(i*180./hsize), 255, 255);

                    cvtColor(buf, buf, COLOR_HSV2BGR);

                    

                    for( int i = 0; i < hsize; i++ )

                    {

                        int val = saturate_cast<int>(hist.at<float>(i)*histimg.rows/255);

                        rectangle( histimg, Point(i*binW,histimg.rows),

                                  Point((i+1)*binW,histimg.rows - val),

                                  Scalar(buf.at(i)), -1, 8 );

                    }

                }

                

                // Perform CAMShift

                calcBackProject(&hue, 1, 0, hist, backproj, &phranges);

                backproj &= mask;

                RotatedRect trackBox = CamShift(backproj, trackWindow,

                                                TermCriteria( TermCriteria::EPS | TermCriteria::COUNT, 10, 1 ));

                if( trackWindow.area() <= 1 )

                {

                    int cols = backproj.cols, rows = backproj.rows, r = (MIN(cols, rows) + 5)/6;

                    trackWindow = Rect(trackWindow.x - r, trackWindow.y - r,

                                       trackWindow.x + r, trackWindow.y + r) &

                    Rect(0, 0, cols, rows);

                }

                

                if( backprojMode )

                    cvtColor( backproj, image, COLOR_GRAY2BGR );

                ellipse( image, trackBox, Scalar(0,0,255), 3, LINE_AA );

            }

        }

        else if( trackObject < 0 )

            paused = false;

        

        if( selectObject && selection.width > 0 && selection.height > 0 )

        {

            Mat roi(image, selection);

            bitwise_not(roi, roi);

        }

        

        imshow( "CamShift Demo", image );

        imshow( "Histogram", histimg );

        

        char c = (char)waitKey(10);

        if( c == 27 )

            break;

        switch(c)

        {

            case 'b':

                backprojMode = !backprojMode;

                break;

            case 'c':

                trackObject = 0;

                histimg = Scalar::all(0);

                break;

            case 'h':

                showHist = !showHist;

                if( !showHist )

                    destroyWindow( "Histogram" );

                else

                    namedWindow( "Histogram", 1 );

                break;

            case 'p':

                paused = !paused;

                break;

            default:

                ;

        }

    }

    

    return 0;

}

#pragma mark - Trace

static void process_frame(const cv::UMat& frame)

{

    CV_TRACE_FUNCTION(); // OpenCV Trace macro for function

    

    imshow("Live", frame);

    

    UMat gray, processed;

    cv::cvtColor(frame, gray, COLOR_BGR2GRAY);

    Canny(gray, processed, 32, 64, 3);

    imshow("Processed", processed);

}

int application_trace()

{

    CV_TRACE_FUNCTION();

    

    VideoCapture capture;

    std::string video = "0";

    if (video.size() == 1 && isdigit(video[0]))

        capture.open(0);

    else

        capture.open(video);

    int nframes = 0;

    if (capture.isOpened())

    {

        nframes = (int)capture.get(CAP_PROP_FRAME_COUNT);

        cout << "Video " << video <<

        ": width=" << capture.get(CAP_PROP_FRAME_WIDTH) <<

        ", height=" << capture.get(CAP_PROP_FRAME_HEIGHT) <<

        ", nframes=" << nframes << endl;

    }

    else

    {

        cout << "Could not initialize video capturing...\n";

        return -1;

    }

    

    int N = 0;

    if (nframes > 0 && N > nframes)

        N = nframes;

    

    cout << "Start processing..." << endl

    << "Press ESC key to terminate" << endl;

    

    UMat frame;

    for (int i = 0; N > 0 ? (i < N) : true; i++)

    {

        CV_TRACE_REGION("FRAME"); // OpenCV Trace macro for named "scope" region

        {

            CV_TRACE_REGION("read");

            capture.read(frame);

            

            if (frame.empty())

            {

                cerr << "Can't capture frame: " << i << std::endl;

                break;

            }

            

            // OpenCV Trace macro for NEXT named region in the same C++ scope

            // Previous "read" region will be marked complete on this line.

            // Use this to eliminate unnecessary curly braces.

            CV_TRACE_REGION_NEXT("process");

            process_frame(frame);

            

            CV_TRACE_REGION_NEXT("delay");

            if (waitKey(1) == 27/*ESC*/)

                break;

        }

    }

    

    return 0;

}

#pragma mark - createWindow&TraceBar

void createWindowsAndTraceBar()

{

    namedWindow("WindowDemo",WINDOW_NORMAL);  // user can resize the window

    createTrackbar("Process", "WindowDemo", &vmin, 400);

    

    imshow("WindowDemo", 0);

    waitKey();

    

    // 载入三通道图像

    Mat img = imread(imgPath,CV_LOAD_IMAGE_COLOR|CV_LOAD_IMAGE_ANYDEPTH);

    imshow("WindowDemo", img);

    

    waitKey();

}

#pragma mark - --OpenCV 入门基本操作--

void loadPicture()

{

    imgPath ="/Users/DylanXiao/Desktop/OpenAlphaimage.png";

    // 载入三通道图像

    Mat img = imread(imgPath,CV_LOAD_IMAGE_COLOR|CV_LOAD_IMAGE_ANYDEPTH);

    imshow("image", img); //read original img

    

    waitKey();

    // 载入无损的源图像

    Mat img2 = imread(imgPath,CV_LOAD_IMAGE_ANYDEPTH|CV_LOAD_IMAGE_ANYCOLOR);

    imshow("no lost original", img2);

    waitKey();

}

void creatAlphaMat(Mat &mat)

{

    for(int i = 0 ; i

    {

        for(int j=0;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.rows)) * UCHAR_MAX);

            rgba[3]=saturate_cast(0.5*(rgba[1]+rgba[2]));

        }

    }

}

// 保存图片

void imwritePicture()

{

    Mat mat(480,640,CV_8UC(4));

    creatAlphaMat(mat);

    

    vector<int> compression_param;

    // 这句代码是OpenCV2版

    //compression_param.push_back(CV_IMWRITE_PNG_COMPRESSION);

    

    compression_param.push_back(IMWRITE_PNG_COMPRESSION);

    compression_param.push_back(9);

    

    namedWindow("WindowDemo",WINDOW_NORMAL);  // user can resize the window

    try{

        imwrite("/Users/DylanXiao/Desktop/OpenAlphaimage.png", mat,compression_param);

        imshow("WindowDemo", mat);

        fprintf(stdout, "alpha of imge save success.\nyou can see it in your project.\n");

        

        waitKey(0);

    }

    catch(runtime_error &ex)

    {

        fprintf(stderr, "Format error：%s\n",ex.what());

    }

}

//混合图片

void mixedPicture()

{

    string imgPath1 = "/Users/DylanXiao/Desktop/image/test1.png";

    string imgPath2 = "/Users/DylanXiao/Desktop/image/test2.png";

    string imgPath3 = "/Users/DylanXiao/Desktop/image/test3.png";

    

    //---------------------[一.图像的载入和显示]---------------------

    Mat t1 = imread(imgPath1);    // 载入图像到Mat

    Mat t2 = imread(imgPath2);

    Mat t3 = imread(imgPath3);

    

    namedWindow("[1]img_test1");  // 创建相应的名称窗口

    namedWindow("[1]img_test2",199);

    namedWindow("[1]img_test3");

    

    imshow("[1]img_test1", t1);   // 显示名为 winname的窗口

    imshow("[1]img_test2", t2);   // 显示名为 winname的窗口

    imshow("[1]img_test3", t3);   // 显示名为 winname的窗口

    

    image = t1;

    ///---------------------[二.图像初级混合]----------------------

    // 定义一个Mat类型，用于存放图像的ROI

    Mat imgROI;

    // 方法一

    imgROI = image(Rect(300,150,t2.cols,t2.rows));

    // 方法二

    //imgROI = image(Range(350,350+t2.rows),Range(800,800+t2.cols));

    

    //将t2附加到t1上

    addWeighted(imgROI, 0.5, t2, 0.3, 0., imgROI);

    

    namedWindow("T2+image");

    imshow("T2+image", image);

    

    //---------------------[三.图像的输出保存]---------------------

    imwrite("/Users/DylanXiao/Desktop/image/TestMixed.jpg",image);

    waitKey();

    

}

#pragma mark - --Demo Showcase 示例展示--

// 边缘检测--opencv 1.0

IplImage* doCanny(IplImage* image_input,

                  double lowThresh,

                  double highThresh,

                  double aperture)

{

    if(image_input->nChannels != 1)

        return (0);

    

    IplImage* image_output = cvCreateImage(cvGetSize(image_input),

                                           image_input->depth,

                                           image_input->nChannels);

    

    cvCanny(image_input,image_output,lowThresh,highThresh,aperture);

    return(image_output);

}

void getImageFromCamera()

{

    cvNamedWindow("Camera" , CV_WINDOW_AUTOSIZE );

    

    CvCapture* capture = cvCreateCameraCapture(CV_CAP_ANY);

    assert(capture != NULL);

    

    IplImage *frame = 0;

    frame = cvQueryFrame(capture);

    IplImage *frame_edge = cvCreateImage(cvGetSize(frame),IPL_DEPTH_8U,1);

    

    while(1)

    {

        frame = cvQueryFrame(capture);

        if(!frame) break;

        

        cvConvertImage(frame,frame_edge,0);

        frame = cvCloneImage(frame_edge);

        frame_edge = doCanny(frame_edge,70,90,3);

        

        cvShowImage("Camera",frame_edge);

        char c = cvWaitKey(15);

        if(c == 27)  break;

    }

    

    cvReleaseCapture(&capture);

    cvReleaseImage( &frame_edge );

    cvReleaseImage( &frame);

}