OpenCV学习笔记（十）：图像金字塔Pyramid和图像缩放：pyrDown(),pyrUp(),resize()

OpenCV学习笔记（十）：图像金字塔Pyramid和图像缩放：pyrDown(),pyrUp(),resize()

一、图像金字塔定义：

图像金字塔是图像中多尺度表达的一种，最主要用于图像的分割，是一种以多分辨率来解释图像的有效但概念简单的结构。
金字塔的底部是待处理图像的高分辨率表示，而顶部是低分辨率的近似。我们将一层一层的图像比喻成金字塔，层级越高，则图像越小，分辨率越低。

两种类型的图像金字塔：

1、高斯金字塔(Gaussianpyramid)——主要的图像金字塔，用来向下降采样图像，图像缩小，丢失信息。
高斯金字塔是通过高斯平滑和亚采样获得一些列下采样图像：
1）对图像G_i进行高斯内核卷积；
2）将所有偶数行和列去除；
3）pyrUp函数：对图像向上采样，图像尺寸加倍（执行高斯金字塔的向上采样操作，其实它也可以用于拉普拉斯金字塔）
4）pyrDown函数：对图像向下采样，图像尺寸减半（执行了高斯金字塔建造的向下采样操作）

2、拉普拉斯金字塔(Laplacianpyramid)——向上采样重建一个图像，图像放大，在数字图像处理中也即是预测残差，可以对图像进行最大程度的还原。
如果想放大图像，则需要通过向上取样操作得到：
1）将图像在每个方向扩大为原来的两倍，新增的行和列以0填充
2）使用先前同样的内核(乘以4)与放大后的图像卷积，获得 “新增像素”的近似值

一、图像缩放resize( )函数：

此函数将源图像精确地转换为指定尺寸的目标图像。

void resize(InputArray src,	// 输入图像
OutputArray dst, 			// 输出图像
Size dsize, 				// 输出图像的大小,如果它等于零，自动计算
double fx=0, 				// 沿水平轴的缩放系数
double fy=0,				// 沿垂直轴的缩放系数
int interpolation=INTER_LINEAR 	// 用于指定插值方式
)
INTER_NEAREST - 最近邻插值
INTER_LINEAR - 线性插值（默认值）
INTER_AREA - 区域插值（利用像素区域关系的重采样插值）(缩小图像推荐)
INTER_CUBIC –三次样条插值（超过4×4像素邻域内的双三次插值）
INTER_LANCZOS4 -Lanczos插值（超过8×8像素邻域的Lanczos插值）

示例代码：

#include <opencv2/opencv.hpp>

using namespace cv;
using namespace std;

#define WINDOW_NAME "【程序窗口】"		//为窗口标题定义的宏
Mat g_srcImage, g_dstImage, g_tmpImage;

int main()
{
    //显示帮助文字
    ShowHelpText();

    //载入原图
    //工程目录下需要有一张名为1.jpg的测试图像，且其尺寸需被2的N次方整除，N为可以缩放的次数
    g_srcImage = imread("F:/C++/2. OPENCV 3.1.0/6.6 pyrUp_pyrDown 图像金字塔/2.jpg");
    if( !g_srcImage.data )
    {
        printf("Oh，no，读取srcImage错误~！ \n");
        return false;
    }
    else
    {
        printf("读入图像尺寸:Width*Height=%d*%d  \n",g_srcImage.cols,g_srcImage.rows);
    }

    // 创建显示窗口
    namedWindow( WINDOW_NAME, WINDOW_AUTOSIZE );
    imshow(WINDOW_NAME, g_srcImage);

    //参数赋值
    g_tmpImage = g_srcImage;
    g_dstImage = g_tmpImage;

    int key =0;

    //轮询获取按键信息
    while(1)
    {
        key=waitKey(9) ;//读取键值到key变量中

        //根据key变量的值，进行不同的操作
        switch(key)
        {
        case 27://按键ESC
        case 'q'://按键Q
            return 0;
            break;

            // 图片放大
        case 'a'://按键A按下，调用pyrUp函数
        case '3':
            pyrUp( g_tmpImage, g_dstImage, Size( g_tmpImage.cols*2, g_tmpImage.rows*2 ) );
            printf( ">检测到按键【A】/【3】被按下，开始进行基于【pyrUp】函数的图片放大：图片尺寸×2 \n" );
            break;

        case 'w'://按键W按下，调用resize函数
        case '1':
            resize(g_tmpImage,g_dstImage,Size( g_tmpImage.cols*2, g_tmpImage.rows*2 ));
            printf( ">检测到按键【W】/【1】被按下，开始进行基于【resize】函数的图片放大：图片尺寸×2 \n" );
            break;


            //图片缩小
        case 'd': //按键D按下，调用pyrDown函数
        case '4': //按键4按下，调用pyrDown函数
            pyrDown( g_tmpImage, g_dstImage, Size( g_tmpImage.cols/2, g_tmpImage.rows/2 ));
            printf( ">检测到按键【D】/【4】被按下，开始进行基于【pyrDown】函数的图片缩小：图片尺寸/2\n" );
            break;

        case  's': //按键S按下，调用resize函数
        case  '2'://按键2按下，调用resize函数
            resize(g_tmpImage,g_dstImage,Size( g_tmpImage.cols/2, g_tmpImage.rows/2 ));
            printf( ">检测到按键【S】/【2】被按下，开始进行基于【resize】函数的图片缩小：图片尺寸/2\n" );
            break;

        }

        //经过操作后，显示变化后的图
        imshow( WINDOW_NAME, g_dstImage );

        //将g_dstImage赋给g_tmpImage，方便下一次循环
        g_tmpImage = g_dstImage;
    }
}

输出一些帮助信息

static void ShowHelpText()
{
    printf("\n\t欢迎来到OpenCV图像金字塔和resize示例程序~\n\n");
    printf( "\n\n\t按键操作说明: \n\n"
        "\t\t键盘按键【ESC】或者【Q】- 退出程序\n"
        "\t\t键盘按键【1】或者【W】- 进行基于【resize】函数的图片放大\n"
        "\t\t键盘按键【2】或者【S】- 进行基于【resize】函数的图片缩小\n"
        "\t\t键盘按键【3】或者【A】- 进行基于【pyrUp】函数的图片放大\n"
        "\t\t键盘按键【4】或者【D】- 进行基于【pyrDown】函数的图片缩小\n"
        );
}

结果：