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OpenCV3 HighGUI 图形用户界面初步

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图像的载入、显示和输出到文件

OpenCV 的命名空间

using namespace cv;

Mat 类

Mat 类是用于保存图像以及其他矩阵数据的数据结构，默认情况下尺寸为0。我们也可以指定其初始尺寸。
如cv::Mat pic(320,640,cv""Scalar(100);。

读取图片文件：Mat scrImage = imread("src.jpg");

图像载入（imread()函数）

函数原型：Mat imread( const String& filename, int flags = IMREAD_COLOR );

第一个参数，对应所需要载入的图片路径名
在Windows操作系统下，支持的文件格式如下：
1. Windows位图：bmp, dib ；
2. JPEG 文件： jpeg, jpg, jpe ；
3. JPEG 2000 文件：jp2 ；
4. PNG文件：png ；
5. 便携文件格式： pbm, pgm, ppm ；
6. Sun rasters 光栅文件： sr, ras ；
7. TIFF 文件： tiff, tif 。
第二个参数，为载入标识，它指定一个加载图像的颜色类型，由函数原型可以看到它自带默认值为 IMREAD_COLOR (值为1)，所以在调用时可以忽略这个参数。这个参数在OpenCV中标识图像格式的枚举体中取值。
枚举的定义如下：

enum ImreadModes {
       IMREAD_UNCHANGED            = -1, //!< If set, return the loaded image as is (with alpha channel, otherwise it gets cropped). Ignore EXIF orientation.
       IMREAD_GRAYSCALE            = 0,  //!< If set, always convert image to the single channel grayscale image (codec internal conversion).
       IMREAD_COLOR                = 1,  //!< If set, always convert image to the 3 channel BGR color image.
       IMREAD_ANYDEPTH             = 2,  //!< If set, return 16-bit/32-bit image when the input has the corresponding depth, otherwise convert it to 8-bit.
       IMREAD_ANYCOLOR             = 4,  //!< If set, the image is read in any possible color format.
       IMREAD_LOAD_GDAL            = 8,  //!< If set, use the gdal driver for loading the image.
       IMREAD_REDUCED_GRAYSCALE_2  = 16, //!< If set, always convert image to the single channel grayscale image and the image size reduced 1/2.
       IMREAD_REDUCED_COLOR_2      = 17, //!< If set, always convert image to the 3 channel BGR color image and the image size reduced 1/2.
       IMREAD_REDUCED_GRAYSCALE_4  = 32, //!< If set, always convert image to the single channel grayscale image and the image size reduced 1/4.
       IMREAD_REDUCED_COLOR_4      = 33, //!< If set, always convert image to the 3 channel BGR color image and the image size reduced 1/4.
       IMREAD_REDUCED_GRAYSCALE_8  = 64, //!< If set, always convert image to the single channel grayscale image and the image size reduced 1/8.
       IMREAD_REDUCED_COLOR_8      = 65, //!< If set, always convert image to the 3 channel BGR color image and the image size reduced 1/8.
       IMREAD_IGNORE_ORIENTATION   = 128 //!< If set, do not rotate the image according to EXIF's orientation flag.
     };

所以默认载入三通道的彩色图像，其他参数用途在注释中也已明确。

flags > 0 : 返回一个3通道的彩色图像
flags = 0 : 返回灰度图像
flags < 0 : 返回包含Alpha通道的加载图像

Mat image0=imread("1.jpg", 2 | 4); 载入无损的源图像
Mat image1=imread("1.jpg", 0); 载入灰度图
Mat image2=imread("1.jpg", 199); 载入3通道的彩色图像

图像显示（imshow()函数）

imshow()函数用于在指定的窗口中显示一幅图像。
原型：void imshow(const string& winname, InputArray mat)

第一个参数：填需要显示的窗口标识名称。
第二个参数：填需要显示的图像。

如果窗口是用 CV_WINDOW_AUTOSIZE （默认值）标志创建的，那么显示图像原始大小。否则，将根据图像的深度进行缩放以适合窗口。

创建窗口（namedWindow()函数）

namedWindow用于创建一个窗口。如果是简单地进行图片显示，则不用这个函数创建窗口。但如果需要在显示窗口之前就用到窗口名时，就需要这个函数先创建出窗口，显式地规定窗口名称，比如指定滑动条依附在某个窗口上。

函数原型：void namedWindow(const String& winname, int flags = WINDOW_AUTOSIZE);

第一个参数，填写被用作窗口的标识符的窗口名称
第二个参数，窗口的标识，其enum定义如下：

enum WindowFlags {
       WINDOW_NORMAL     = 0x00000000, //!< the user can resize the window (no constraint) / also use to switch a fullscreen window to a normal size.
       WINDOW_AUTOSIZE   = 0x00000001, //!< the user cannot resize the window, the size is constrainted by the image displayed.
       WINDOW_OPENGL     = 0x00001000, //!< window with opengl support.

       WINDOW_FULLSCREEN = 1,          //!< change the window to fullscreen.
       WINDOW_FREERATIO  = 0x00000100, //!< the image expends as much as it can (no ratio constraint).
       WINDOW_KEEPRATIO  = 0x00000000, //!< the ratio of the image is respected.
       WINDOW_GUI_EXPANDED=0x00000000, //!< status bar and tool bar
       WINDOW_GUI_NORMAL = 0x00000010, //!< old fashious way
    };

输出图像到文件（imwrite()函数）

imwrite()函数用于输出图像到文件。

函数原型：bool imwrite( const String& filename, InputArray img, const std::vector& params = std::vector());

第一个参数，填需要写入的文件名，注意要带上后缀。
第二个参数，一般填一个Mat类型的图像数据。
第三个参数，标识为特定格式保存的参数编码，有默认值vector，一般不用填写。如果要填写，需要了解以下内容：
1. 对于 JPEG 格式的图片，这个参数表示从0到100的图片质量，默认为95；
2. 对于 PNG 格式的图片，这个参数表示压缩级别，从0到9.较高的值意味着更小的尺寸和更长的压缩时间，默认值为3；
3. 对于 PPM, PGM 或 PBM 格式的图片，这个参数表示一个二进制格式标志，取值为0或1，默认值为1。

imwrite函数可保存的文件格式和imread函数可读取格式相同。

创建和使用滑动条

滑动条可以动态调节参数，它依附于窗口而存在。

此外，OpenCV没有实现按钮的功能，所以很多时候，可以用仅含0和1的滑动条来实现按钮的按下和弹起效果。

创建滑动条（createTrackbar()函数）

此函数往往会和一个回调函数配合起来使用。

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

第一个参数：轨迹条的名字。
第二个参数：窗口的名字，表示这个轨迹条会依附到哪个窗口上（对应前面用namedWindow()创建的窗口）。
第三个参数：一个指向整型的指针，表示滑块的位置。在创建时，滑块的初始位置就是该变量当前的值。
第四个参数：表示滑块可以达到的最大位置的值。滑块最小位置的值始终为0。
第五个参数：一个指向回调函数的指针，默认值为0。每次滑块位置改变时，这个函数都会进行回调。
回调函数的原型必须为void XXXX(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（见下面的第六个参数）。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。
第六个参数：void*类型的userdata，默认值为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的value是全局变量的话，完全可以不用管这个userdata参数。

createTrackbar函数要指定回调函数onChange，在轨迹条位置改变的时候来调用这个回调函数，并且创建的轨迹条显示在指定的winname所代表的窗口上。

示例代码：（Code by 毛星云）

//--------------------------------------【程序说明】-------------------------------------------
//		程序说明：《OpenCV3编程入门》OpenCV2版书本配套示例程序17
//		程序描述：为程序界面添加滑动条
//		开发测试所用IDE版本：Visual Studio 2010
//		开发测试所用OpenCV版本：	3.0 beta
//		2014年11月 Created by @浅墨_毛星云
//		2014年12月 Revised by @浅墨_毛星云
//------------------------------------------------------------------------------------------------


//---------------------------------【头文件、命名空间包含部分】-------------------------------
//		描述：包含程序所使用的头文件和命名空间
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
#include 
#include 
using namespace cv;
#pragma warning(disable:4996)
//-----------------------------------【宏定义部分】-------------------------------------------- 
//  描述：定义一些辅助宏 
//------------------------------------------------------------------------------------------------ 
#define WINDOW_NAME "【滑动条的创建&线性混合示例】"        //为窗口标题定义的宏 


//-----------------------------------【全局变量声明部分】--------------------------------------
//		描述：全局变量声明
//-----------------------------------------------------------------------------------------------
const int g_nMaxAlphaValue = 100;//Alpha值的最大值
int g_nAlphaValueSlider;//滑动条对应的变量
double g_dAlphaValue;
double g_dBetaValue;

//声明存储图像的变量
Mat g_srcImage1;
Mat g_srcImage2;
Mat g_dstImage;


//-----------------------------------【on_Trackbar( )函数】--------------------------------
//		描述：响应滑动条的回调函数
//------------------------------------------------------------------------------------------
void on_Trackbar(int, void*)
{
	//求出当前alpha值相对于最大值的比例
	g_dAlphaValue = (double)g_nAlphaValueSlider / g_nMaxAlphaValue;
	//则beta值为1减去alpha值
	g_dBetaValue = (1.0 - g_dAlphaValue);

	//根据alpha和beta值进行线性混合
	addWeighted(g_srcImage1, g_dAlphaValue, g_srcImage2, g_dBetaValue, 0.0, g_dstImage);

	//显示效果图
	imshow(WINDOW_NAME, g_dstImage);
}


//-----------------------------【ShowHelpText( )函数】--------------------------------------
//		描述：输出帮助信息
//-------------------------------------------------------------------------------------------------
//-----------------------------------【ShowHelpText( )函数】----------------------------------
//		描述：输出一些帮助信息
//----------------------------------------------------------------------------------------------
void ShowHelpText()
{
	//输出欢迎信息和OpenCV版本
	printf("\n\n\t\t\t非常感谢购买《OpenCV3编程入门》一书！\n");
	printf("\n\n\t\t\t此为本书OpenCV3版的第17个配套示例程序\n");
	printf("\n\n\t\t\t   当前使用的OpenCV版本为：" CV_VERSION);
	printf("\n\n  ----------------------------------------------------------------------------\n");
}


//--------------------------------------【main( )函数】-----------------------------------------
//		描述：控制台应用程序的入口函数，我们的程序从这里开始执行
//-----------------------------------------------------------------------------------------------
int main(int argc, char** argv)
{

	//显示帮助信息
	ShowHelpText();

	//加载图像 (两图像的尺寸需相同)
	g_srcImage1 = imread("1.jpg");
	g_srcImage2 = imread("2.jpg");
	if (!g_srcImage1.data) { printf("读取第一幅图片错误，请确定目录下是否有imread函数指定图片存在~！ \n"); return -1; }
	if (!g_srcImage2.data) { printf("读取第二幅图片错误，请确定目录下是否有imread函数指定图片存在~！\n"); return -1; }

	//设置滑动条初值为70
	g_nAlphaValueSlider = 70;

	//创建窗体
	namedWindow(WINDOW_NAME, 1);

	//在创建的窗体中创建一个滑动条控件
	char TrackbarName[50];
	sprintf(TrackbarName, "透明值 %d", g_nMaxAlphaValue);

	createTrackbar(TrackbarName, WINDOW_NAME, &g_nAlphaValueSlider, g_nMaxAlphaValue, on_Trackbar);

	//结果在回调函数中显示
	on_Trackbar(g_nAlphaValueSlider, 0);

	//按任意键退出
	waitKey(0);

	return 0;
}

运行效果：（分别为透明度0%、50%、100%的情况）

获取当前轨迹条的位置（getTrackbarPos()函数）

函数原型：int getTrackbarPos(const String& trackbarname, const String& winname);

第一个参数：表示轨迹条的名字。
第二个参数：表示轨迹条的父窗口的名称。

鼠标操作

和创建滑动条的函数类似，指定鼠标操作消息回调函数的函数为setMouseCallback

函数原型：setMouseCallback(const String& winname, MouseCallback onMouse, void* userdata = 0);

第一个参数：窗口的名字。
第二个参数：指定窗口里每次鼠标事件发生的时候，被调用的函数指针。
这个函数的原型大概是void Foo(int event, int x, int y, int flags, void *param);其中event变量enum值的定义见后文，x和y是鼠标指针在图像坐标系中的坐标值，flag是的enum值的定义见后文。param是用户定义的传递到setMouseCallback函数调用的参数。
第三个参数：用户定义的传递到回调函数的参数，默认值为0。

//! Mouse Events see cv::MouseCallback
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.
     };

//! 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.
     };