OpenCV学习之路（一）——加载、显示、修改、保存图像

加载图像(cv::imread)

imread()功能是加载图像文件成为一个Mat对象，如果读取文件失败，则会返回一个空矩阵，即 Mat::data 的值是 NULL。imread()函数的声明如下:

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

其中第一个参数是表示图像文件名称；第二个参数表示加载的图像是什么类型，支持常见的三个参数值：

• IMREAD_UNCHANGED（<0）表示加载原图，不做任何改变
• IMREAD_GRAYSCALE（0）表示把原图作为灰度图像加载进来
• IMREAD_COLOR（>0）表示把原图作为RGB图像加载进来

imread()函数支持多种文件格式，且该函数是根据图像文件的内容来确定文件格式，而不是根据文件的扩展名来确定。所只是的文件格式如下:

• Windows 位图文件 - BMP, DIB;
• JPEG 文件 - JPEG, JPG, JPE;
• 便携式网络图片 - PNG;
• 便携式图像格式 - PBM，PGM，PPM;
• Sun rasters - SR，RAS;
• TIFF 文件 - TIFF，TIF;
• OpenEXR HDR 图片 - EXR;
• JPEG 2000 图片- jp2。

你所安装的 OpenCV 并不一定能支持上述所有格式，文件格式的支持需要特定的库，只有在编译 OpenCV 添加了相应的文件格式库，才可支持其格式。

显示图像(cv::nameWindows与cv::imshow)

• namewindows功能是创建一个OpenCV窗口，它是由OpenCV自动创建与释放，你无须手动销毁它。
• 常见用法 nameWindows("windowTitle", WINDOW_AUTOSIZE)
• WINDOW_AUTOSIZE 会自动根据图像大小，显示窗口大小，不能认为改变窗口大小
• WINDOW_NORMAL 跟QT集成的时候会使用，允许修改窗口大小
• imshow 根据窗口名称显示图像到窗口上去，第一个参数是窗口名称，第二个参数是Mat对象

修改图像(cv::cvtColor)

cvtColor的功能是把图像从一个色彩空间转换到另一个色彩空间。有三个参数如下：
第一个参数表示原图像
第二个参数表示色彩空间转换之后的图像
第三个参数表示转换方式，如：CV_BGR2GRAY、CV_BGR2HSV等
代码如下：

cvtColor(src, outputImage, CV_BGR2GRAY);

保存图像(cv::imwrite)

将图像写入文件，可使用 imwrite()函数，该函数的声明如下：

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

文件的格式由 filename 参数指定的文件扩展名确定。推荐使用 PNG 文件格式。BMP 格式是无损格式，但是一般不进行压缩，文件尺寸非常大;JPEG 格式的文件娇小，但是 JPEG 是有损压缩，会丢失一些信息。PNG 是无损压缩格式，推荐使用。
imwrite()函数的第三个参数 params 可以指定文件格式的一些细节信息。这个参数里面的数值是跟文件格式相关的：

• JPEG:表示图像的质量，取值范围从 0 到 100。数值越大表示图像质量越高，当然文件也越大。默认值是 95。
• PNG:表示压缩级别，取值范围是从 0 到 9。数值越大表示文件越小，但是压缩花费的时间也越长。默认值是 3。
• PPM，PGM 或 PBM:表示文件是以二进制还是纯文本方式存储，取值为0 或 1。如果取值为 1，则表示以二进制方式存储。默认值是 1。

并不是所有的 Mat 对象都可以存为图像文件，目前支持的格式只有 8U 类型的单通道和 3 通道(颜色顺序为 BGR)矩阵；如果需要要保存 16U 格式图像，只能使用 PNG、JPEG 2000 和 TIFF 格式。如果希望将其他格式的矩阵保存为图像文件，可以先用 Mat::convertTo()函数或者 cvtColor()函数将矩阵转为可以保存的格式。
注意：在保存文件时，如果文件已经存在，imwrite()函数不会进行 醒，将直接覆盖掉以前的文件。

读视频

VideoCapture 既可以从视频文件读取图像，也可以从摄像头读取图像。可以使用该类的构造函数打开视频文件或者摄像头。如果 VideoCapture 对象已经创建，也可以使用 VideoCapture::open()打开，VideoCapture::open()函数会自动调用VideoCapture::release()函数，先释放已经打开的视频，然后再打开新视频。

VideoCapture cap(0);  //打开第一个摄像头
VideoCapture cap("filename.avi");  //打开视频文件

如果要读一帧，可以使用 VideoCapture::read()函数。VideoCapture 类重载了>>操作符，实现了读视频帧的功能。

#include 
#include 

using namespace std;
using namespace cv;

int main(int argc, char** argv)
{
    VideoCapture cap(0);    //打开第一个摄像头
    if(!cap.isOpened()) {   //检查是否成功打开
        cerr << "Can not open a camera or file." << endl;
        return -1;
    }
    Mat edges;
    namedWindow("edges",1); //创建窗口
    while(1) {
        Mat frame;
        cap >> frame;  //从 cap 中读一帧，存到 frame
        if(frame.empty()){  //如果未读到图像
            break;
        }
        cvtColor(frame, edges, CV_BGR2GRAY);  //将读到的图像转为灰度图
        Canny(edges, edges, 50, 150, 3);  //进行边缘 取操作
        imshow("edges", edges);     //显示结果
        if(waitKey(30) >= 0) {   //等待 30 秒，如果按键则推出循环
            break;
        }
    }
    //退出时会自动释放 cap 中占用资源
    return 0;
}

写视频

使用 OpenCV 创建视频也非常简单，与读视频不同的是，你需要在创建视频时设置一系列参数，包括:文件名，编解码器，帧率，宽度和高度等。编解码器使用四个字符表示，可以是 CV_FOURCC('M','J','P','G')、CV_FOURCC('X','V','I','D')及CV_FOURCC('D','I','V','X')等。如果使用某种编解码器无法创建视频文件，请尝试其他的编解码器。
将图像写入视频可以使用 VideoWriter::write()函数，VideoWriter 类中也重载了<<操作符，使用起来非常方便。另外需要注意：待写入的图像尺寸必须与创建视频时指定的尺寸一致。

#include 
#include 
#include "opencv2/opencv.hpp>
using namespace std;
using namespace cv;
int main(int argc, char** argv) {
    //定义视频的宽度和高度
    Size s(320, 240);
    //创建 writer，并指定 FOURCC 及 FPS 等参数
    VideoWriter writer = VideoWriter("/Users/Longxia/Downloads/myvideo.avi", CV_FOURCC('M','J','P','G'), 25, s);
    //检查是否成功创建
    if(!writer.isOpened()) {
        cerr << "Can not create video file.\n" << endl;
        return -1;
    }
    //视频帧
    Mat frame(s, CV_8UC3);
    for(int i = 0; i < 100; i++)
    {
        //将图像置为黑色
        frame = Scalar::all(0);
        //将整数 i 转为 i 字符串类型
        char text[128];
        snprintf(text, sizeof(text), "%d", i);
        //将数字绘到画面上
        putText(frame, text, Point(s.width/3, s.height/3),
                FONT_HERSHEY_SCRIPT_SIMPLEX, 3, Scalar(0,0,255), 3, 8);
        //将图像写入视频
        writer << frame;
    }
    //退出程序时会自动关闭视频文件
    return 0;
}```