第二章 学习OpenCV——OpenCV入门
第二章 学习OpenCV——OpenCV入门
目录
- 第二章 学习OpenCVOpenCV入门
- 目录
- 简介
- OpenCV环境配置
- 例2-1 初试牛刀显示图像
- 例2-2 播放AVI视频
- 例2-3 视频播放控制
- 例2-4 一个简单的变换
- 例2-5 一个复杂一点的变换
- 例2-6 Canny边缘检测输出一个单通道灰度级图像
- 例2-7 进行两次缩放处理和Canny边缘检测
- 例2-8 摄像头读入数据
- 例2-9 写入AVI视频文件
- 例2-10 摄像头输入视频流缩放后显示与存储
- 例2-11 摄像头输入视频流缩放后显示与存储
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简介
笔者刚开始接触计算机视觉这一个领域，在使用《学习OpenCV》这本经典著作的过程中遇到了一系列的问题，很多问题对于一名初学者来说都是共性的，因此在CSDN与大家分享、交流我遇到的问题，希望大家少走弯路，共同进步！笔者小白，若有叙述不当之处，请看客予以纠正，在此谢过。（本文代码基于VS2013+OpenCV2.4.9环境）
OpenCV环境配置
OpenCV 2.4.9 +VS2013 开发环境配置，可参考以下链接：
OpenCV 2.4.9 +VS2013 开发环境配置
例2-1 初试牛刀——显示图像
从磁盘加载并在屏幕上显示一幅图像，程序代码如下：
#include 带参数main函数程序的运行方法：
①在VS环境下编译生成.exe文件，并将要显示的图像文件放到.exe文件同一文件夹下
②在开始菜单搜索框输入cmd，右键以管理员身份运行
③图像文件所在盘符： 回车
④cd+“空格”+工程Debug文件夹所在路径 回车
⑤应用程序名.exe+“空格”+图像文件名.jpg 回车
具体过程如下：
为方便调试和实际调用，笔者将以上程序做了一些更改，以便能够直接实现编译调试，代码如下：
#include 以上代码的功能，依旧是实现对之前那张图片的调用，只不过省去了cmd调用的环节，.exe文件可直接运行。
例2-2 播放AVI视频
播放视频硬盘中的视频文件的程序与显示图像类似，笔者也将其写成了通过cmd调用和直接调用的两个版本。
通过cmd调用的代码如下（调用方式见例2-1）：
#include 直接调用的代码如下（调用方式见例2-1）：
#include 运行结果如下图：
例2-3 视频播放控制
添加滚动条到基本浏览窗口的程序代码如下：
#include 运行结果如下：
例2-4 一个简单的变换
载入一幅图像并进行平滑处理，程序代码如下：
#include 运行效果如下：
例2-5 一个复杂一点的变换
使用cvPyDown（）创建一幅宽度和高度为输入图像一般尺寸的图像程序代码如下：
#include 运行结果如下：
特别提醒：
笔者在编写此段代码时忽略了一个小细节，在此处“僵持”了一段时间，出现了“R6010 -abort() has been called” 的错误，错误提示如下：
不知道大家是否注意到上面代码中的一句断言，此处很有可能导致你的程序无法编译通过。断言
assert(in->width % 2 == 0 && in->height % 2 == 0); //断言，图像像素必须为偶数打开的图像的宽度、高度像素点数均必须为偶数，否则断言为假，程序无法正常运行。
例2-6 Canny边缘检测输出一个单通道（灰度级）图像
程序代码如下：
#include 运行效果如下：
错误更正：
笔者在调试这段代码时也遇到了不小问题，原因是Canny只能够处理灰度图像，而笔者所找到的图像基本都不是灰度图像，编译运行会出现如下错误，Canny无法输出变换后的Canny边缘检测图像。
错误如下图：
解决方案：
既然Canny需要灰度图像，笔者就为其提供灰度图像，插入以下代码，调用cvConvertImage()函数，将普通图像强制转化为gray。
cvConvertImage(image, out, CV_BGR2GRAY); //图像强制转化为gray ****例2-7 进行两次缩放处理和Canny边缘检测
在一个简单的图像处理流程中进行两次缩放处理与Canny边缘检测，程序代码如下：
#include 运行截图：
特别提醒：
书中此部分中，谈到了内存空间的释放问题，这是一个在图像处理中很基础却也很容易被我们所忽略的问题。从单张图像的处理上来说，内存空间资源释放与否对程序本身的运行影响并不大，但如果实际应用中涉及到视频流的处理，将会对整个程序造成毁灭性的破坏，运算速度下降，或是溢出崩溃，因此我们必须手动释放所有我们显示分配的内存空间，关于内存空间的释放详见例2-11，此处不再赘述。
例2-8 摄像头读入数据
从摄像头中实时读入视频流并进行显示在窗口中，程序代码如下：
#include 运行截图如下：
错误更正：
此部分书中提到cvCreateCameraCapture()函数的参数为摄像设备ID，只有存在多个摄像设备时这个参数才起作用。默认值为-1，代表“随机选择一个”，它更适合有且仅有一个设备的情况。 经过笔记本电脑自带摄像头实际测试，笔者该描述有误，参数为-1时运行报错，出现“R6010 -abort() has been called” 的错误：
解决方案：
cvCreateCameraCapture()函数声明如下：
如果只有一个摄像机时，参数值取0。当参数被设置为-1时，OpenCV会打开一个窗口让用户选择需要使用的摄像机。cvCreateCameraCapture()函数用法
例2-9 写入AVI视频文件
将输入视频流或者捕获的图像序列记录到输出视频流中，程序代码如下：
#include 运行截图：
原视频
转换后输出视频
例2-10 摄像头输入视频流缩放后显示与存储
从摄像机读入视频数据并将缩放变换后的图像存入磁盘，并将变换结果显示在窗口中，程序代码如下：
#include 运行截图：
例2-11 摄像头输入视频流缩放后显示与存储
从摄像机读入视频数据并将缩放变换后的图像存入磁盘，并将变换结果显示在窗口中，给程序加入滚动条，使得用户可以动态调节缩放比例，缩放比例取值2~8之间，程序代码如下：
#include 运行截图如下：
特别提醒
以上两例的编写，就涉及到了视频流的数据处理，可以看到每个运行截图中都包含了资源管理器的截图，其目的就是为了提醒各位初学者，千万要注意内存空间的分配和释放，切记在使用结束后一定要释放自己为其显示分配的内存空间，如若不然，程序随时可能面临崩溃。
例2-11中内存空间释放采用的是《学习OpenCV》一书中例2-7较为臃肿释放方式：
if (Override == 0)
{
h_frame0 = frame;
cvShowImage("Show_Half_Camera", h_frame0);
cvWriteFrame(writer, h_frame0);
}
if (Override == 1)
{
h_frame0 = doPyrDown(frame);
cvShowImage("Show_Half_Camera", h_frame0);
cvWriteFrame(writer, h_frame0);
cvReleaseImage(&h_frame0);
}
if (Override == 2)
{
h_frame0 = doPyrDown(frame);
h_frame1 = doPyrDown(h_frame0);
cvShowImage("Show_Half_Camera", h_frame1);
cvWriteFrame(writer, h_frame1);
cvReleaseImage(&h_frame0);
cvReleaseImage(&h_frame1);
}
if (Override == 3)
{
h_frame0 = doPyrDown(frame);
h_frame1 = doPyrDown(h_frame0);
h_frame2 = doPyrDown(h_frame1);
cvShowImage("Show_Half_Camera", h_frame2);
cvWriteFrame(writer, h_frame2);
cvReleaseImage(&h_frame0);
cvReleaseImage(&h_frame1);
cvReleaseImage(&h_frame2);
}尚待解决的问题1——内存无法全部释放
笔者亦曾尝试过采用书中例2-8通过每个独立阶段来释放内存，可能因为笔者对书中代码理解不到位所致，在多次反复调用doPyrDown()函数时，只能够释放一次doPyrDown()分配的内存，在资源管理器中内存资源不断增长。
例2-8如下所示：
笔者模仿例2-8形式的释放内存代码
if (Override == 0)
{
h_frame = frame;
cvShowImage("Show_Half_Camera", h_frame);
cvWriteFrame(writer, h_frame);
}
if (Override == 1)
{
h_frame = doPyrDown(frame);
cvShowImage("Show_Half_Camera", h_frame);
cvWriteFrame(writer, h_frame);
cvReleaseImage(&h_frame);
}运行截图：
在不进行缩放或2倍缩放时，程序的内存占用是恒定值。而进行4倍或8倍缩放时，程序所占用的内存就无法得到全部释放，内存空间占用逐步升高，代码及运行截图如下所示。
if (Override == 2)
{
h_frame = doPyrDown(frame);
h_frame = doPyrDown(h_frame);
cvShowImage("Show_Half_Camera", h_frame);
cvWriteFrame(writer, h_frame);
cvReleaseImage(&h_frame);
}
if (Override == 3)
{
h_frame = doPyrDown(frame);
h_frame = doPyrDown(h_frame);
h_frame = doPyrDown(h_frame);
cvShowImage("Show_Half_Camera", h_frame);
cvWriteFrame(writer, h_frame);
cvReleaseImage(&h_frame);
}运行截图：
尚待解决的问题2——在图像缩放过程中无法继续图像视频存储
本程序中摄像头的视频流数据存储，是调用cvCreateVideoWriter()函数实现的，该函数创建了一个写入设备以便逐帧将视频流写入视频文件。
writer = cvCreateVideoWriter("camera.avi", CV_FOURCC('X', 'V', 'I', 'D'), 15, cvSize(frame->width, frame->height));其最后一个参数规定了写入设备开辟空间的大小，但伴随图像的缩放，其图像大小亦将发生改变，这就导致图像一出现缩放其写入视频文件的动作就不再进行了，只有图像恢复原来尺寸时，视频写入动作才继续开始执行。
望已解决此问题的看客能够解惑，在此谢过~