OpenCV学习（一）

OpenCV学习

符号约定：
g_n表示全局的整型变量，g_d表示全局的32位变量，src表示源对象，g_b表示布尔值。

图像的载入：imread( )函数

函数原型：

Mat imread(const string& filename,intflags=1)

• const string& 类型的filename 为载入图像的路径名。
• int类型的flags为载入标识，指定加载图像的颜色类型。

需要了解灰度图，原图，深度为8/16/32位的图的意义。

用法：

Mat image0 = imread("1.jpg",2|4);	//载入无损源图像
Mat image1 = imread("1.jpg",0);		//载入灰度图
Mat image2 = imread("1.jpg",199);	//载入三通道彩色图像

图像的显示：imshow( )函数

函数原型：

void imshow(const strings& winname, InputArray mat);

• const string& 类型的winname，填需要显示的窗口标识名称。
• InputArray类型的mat，填需要显示的图像。

imshow( )用于在指定的窗口显示图像。默认值为CV_WINDOW_AUTOSIZE，显示原始图像大小。

imshow( )缩放图像，取决于图像的深度：

• 8位无符号，原图
• 16位无符号/32位整数，显示像素值/256
• 32位浮点，像素值*255

用法：

Mat srcImage=imread("1.jpg");//载入图像
mshow("【原始图】",srcImage);//显示图像

创建窗口：namedWindow( )函数

函数原型：

void namedWindow(const string& winname,int flags=WINDOW_AUTOSIZE);

• const string&型的 name，填写被用作窗口的标识符的窗口名称。

• int类型的flags，窗口的标识，可以填如下几种值。

  WINDOW_NORMAL,设置这个值，用户可以改变窗口的大小（没有限制）。OpenCV2中它还可以写为CV_WINDOW_NORMAL。

  WINDOW_AUTOSIZE,设置这个值，窗口大小会自动调整以适应所显示的图像，并且用户不能手动改变窗口大小。OpenCV2中它还可以写为CV_WINDOW_AUTOSIZE。

  WINDOW_OPENGL,设置这个值，窗口创建的时候会支持OpenGL。OpenCV2中它还可以写为CV_WINDOW_OPENGL。

• namedWindow函数的作用是通过指定的名字，创建一个可以作为图像和进度条的容器窗口。

• 可以调用 destroyWindow( )或者destroyAllWindows()函数来关闭窗口，并取消之前分配的与窗口相关的所有内存空间。

输出图像到文件：imwrite( )函数

函数意义：

imwrite函数用于将图像保存到指定的文件。

图像格式是基于文件扩展名的，可保存的扩展名和imread中可以读取的图像扩展名一致。

函数声明：

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

• const string&类型的filename,填需要写入的文件名。注意要带上后缀，如“123.jpg”。
• InputArray类型的img,一般填一个Mat类型的图像数据。
• const vector&类型的params,表示为特定格式保存的参数编码。它有默认值vector0,所以一般情况下不需要填写。

• JPEG格式的图片，参数(第三个)表示从0到100的图片质量(CV_IMWRITE_JPEG_QUALITY),默认值是95。
• PNG格式的图片，表示压缩级别（CV_IMWRITE_PNG_COMPRESSION)从0到9。较高的值意味着更小的尺寸和更长的压缩时间，默认值是3。
• PPM,PGM,或PBM，表示一个二进制格式标志（CV_IMWRITE_PXM_BINARY),取值为0或1,默认值是1。

示例程序

//在OpenCV中生成一幅png图片，并写入到当前工程目录下。
#include
#include 
using namespace cv;
using namespace std;
void createAlphaMat(Mat &mat)
{
     
for(inti=0;i<mat.rows;++i){
     
	for(intj=0;j<mat.cols;++j){
     
		Vec4b&rgba=mat.at<Vec4b>(i,j);
		rgba[0]=UCHAR_MAX;
		rgba[1]=saturate_cast<uchar>((float(mat.cols-j))/((float)mat.cols)*UCHAR_MAX);
		rgba[2]=saturate_cast<uchar>((float (mat.rows-i))/((float)mat.rows)*UCHAR_MAX);
		rgba[3]=saturate_cast<uchar>(0.5*(rgba[1]+rgba[2]));
		}
	}
}
int main()
{
     
//创建带Alpha通道的Mat
Mat mat (480, 640, CV_8UC4);
createAlphaMat(mat);
vector<int>compression_params;
//此句代码的OpenCV2版为：
//compression_params.push_back(CV_IMWRITE_PNG_COMPRESSION);
//此句代码的OpenCV3版为：
compression_params,push_back(IMWRITE_PNG_COMPRESSION);
compression_params.push_back(9);
try{
     
imwrite("透明Alpha值图.png",mat,compression_params);
imshow("生成的PNG图",mat);
fprintf(stdout,"PNG图片文件的alpha数据保存完毕~\n可以在工程目录下查看由imwrite函数生成的图片\n");
waitKey(0);
}
catch(runtime_error&ex){
     
fprintf(stderr,"图像转换成PNG格式发生错误：%s\n",ex.what());
return 1;
}
return 0;
}

综合示例一：

//如何载入图像，进行简单的图像混合，显示图像，并且输出混合后的图像到jpg格式的文件中。

#include 
#include 
using namespace cv;

int main( )
{
     
	//----------------【一、图像的载入和显示】-------------
	//	描述：以下三行代码用于完成图像的载入和显示
	//------------------------------------------------
	Mat girl=imread("girl.jpg"); //载入图像到Mat
	namedWindow("【1】动漫图"); //创建一个名为 "【1】动漫图"的窗口  
	imshow("【1】动漫图",girl);//显示名为 "【1】动漫图"的窗口  

	//--------------------【二、初级图像混合】-------------------
	//	描述：二、初级图像混合
	//-----------------------------------------------------
	//载入图片
	Mat image= imread("dota.jpg",199);
	Mat logo= imread("dota_logo.jpg");

	//载入后先显示
	namedWindow("【2】原画图");
	imshow("【2】原画图",image);

	namedWindow("【3】logo图");
	imshow("【3】logo图",logo);

	// 定义一个Mat类型，用于存放，图像的ROI
	Mat imageROI;
	//方法一
	imageROI= image(Rect(800,350,logo.cols,logo.rows));
	//方法二
	//imageROI= image(Range(350,350+logo.rows),Range(800,800+logo.cols));

	// 将logo加到原图上
	addWeighted(imageROI,0.5,logo,0.3,0.,imageROI);

	//显示结果
	namedWindow("【4】原画+logo图");
	imshow("【4】原画+logo图",image);

	//-------------------------【三、图像的输出】---------------------
	//	描述：将一个Mat图像输出到图像文件
	//------------------------------------------------------------
	//输出一张jpg图片到工程目录下
	imwrite("由imwrite生成的图片.jpg",image);

	waitKey();

	return 0;
}

为程序界面添加滑动条：createTrackbar( )函数

函数意义：

createTrackbar函数用于创建一个可以调整数值的滑动条（常常也被称作轨迹条）,并将滑动条附加到指定的窗口上，使用起来很方便。它往往会和一个回调函数配合起来使用。

函数原型：

int createTrackbar(conststring& trackbarname,conststring& winname,int* value, int count, TrackbarCallback onChange=0, void* userdata=0);

参数意义：

• const string&类型的trackbarname,轨迹条的名字，用来代表我们创建的轨迹条。
• const string&类型的winname,窗口的名字，对应namedWindow()创建窗口时填的某一个窗口名。
• int*类型的value,指向整型的指针，表示滑块位置。在创建时，滑块的初始位置就是该变量当前的值。
• int类型的count,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。
• TrackbarCallback类型的onChange,它有默认值0。这是一个指向回调函数的指针，每次滑块位置改变时，这个函数都会进行回调。并且这个函数的原型必须为voidXXXX(int,void*);第一个参数是轨迹条的位置，第二个参数是用户数据。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。
• void*类型的userdata,也有默认值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value实参是全局变量的话，完全可以不去管这个userdata参数。

示例：

#include 
#include 
using namespace cv;

//-----------------------------------【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;		/*g_n表示全局的整型变量，g_d表示全局的32位变量*/
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* )		//函数指针
{
     
	//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
//----------------------------------------------------------------

void ShowHelpText()
{
     
	//输出欢迎信息和OpenCV版本
	printf("\n\n\t\t\t你好！\n");
	printf("\n\n\t\t\t欢迎访问我这篇文章，我这个是学习毛星云的《OpenCV3编程入门》时做的笔记\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;
}

在 Visual Studio 中关闭项目的警告（VS在运行过程中报错的解决方法）
若要在 Visual Studio IDE 中关闭整个项目的警告：
打开项目的 “属性页” 对话框。 有关如何使用 “属性页” 对话框的信息，请参阅属性页。 选择 “配置属性” " > c/c + + > 高级" 属性页。 编辑 “禁用特定警告” 属性以添加 4996 。 选择 “确定” 以应用所做的更改。

Alpha混合:

• 作用：实现一种半透明效果。

• 详述：假设一种不透明东西的颜色是A，另一种透明的东西的颜色是B，那么透过B去看A，看上去的颜色C就是B和A的混合颜色，可以用这个式子来近似，设B物体的透明度为alpha（取值为0—1，0为完全透明，1为完全不透明）
  $$R(C)=alpha\ast R(B)+(1-alpha)\ast R(A)$$

  $$G(C)=alpha\ast G(B)+(1-alpha)\ast G(A)$$

  $$B(C)=alpha\ast B(B)+(1-alpha)\ast B(A)$$

  R(x)、G(x)、B(x)分别指颜色x的RGB分量。

  应用alpha混合技术，可以实现出最眩目的火光、烟雾、阴影、动态光源等等一切半透明效果。

  参考链接：RGBA alpha 透明度混合算法实现和测试

获取当前轨迹条的位置：getTrackbarPos( )函数

函数原型：

int getTrackbarPos(conststring& trackbarname,conststring& winname);

• const string&类型的trackbamame,表示轨迹条的名字。
• const string&类型的winname,表示轨迹条的父窗口的名称。

鼠标操作：SetMouseCallback( )函数

函数意义：

SetMouseCallback函数的作用是为指定的窗口设置鼠标回调函数。

函数原型：

void setMouseCallback(conststring& winname,MouseCallback onMouse,void* userdata=0)

• const string&类型的winname,窗口的名字。

• MouseCallback类型的onMouse,指定窗口里每次鼠标时间发生的时候，被调用的函数指针。该函数原型的大概形式为void Foo(intevent,int x,int y,int flags,void* param)。其中event是EVENT_+变量之一，x和y是鼠标指针在图像坐标系（需要注意，不是窗口坐标系）中的坐标值，flags是EVENT_FLAG的组合，param是用户定义的传递到SetMouseCallback函数调用的参数。如EVENT_MOUSEMOVE为鼠标移动消息、EVENT_LBUTTONDOWN为鼠标左键按下消息等。

  Note：在OpenCV2中，上述“EVENT_”之前可以加上“CV_”前缀。

• void*类型的userdata,用户定义的传递到回调函数的参数，有默认值0。

示例：

/*************【鼠标交互演示】示例程序**********/

#include 
using namespace cv;

//-----------------------------------【宏定义部分】-----------------------
//  描述：定义一些辅助宏 
//---------------------------------------------------------------------
#define WINDOW_NAME "【程序窗口】"        //为窗口标题定义的宏 

//-----------------------------------【全局函数声明部分】-------------------
//		描述：全局函数的声明
//-----------------------------------------------------------------------
void on_MouseHandle(int event, int x, int y, int flags, void* param);
void DrawRectangle( cv::Mat& img, cv::Rect box );
void ShowHelpText( );//已删

//-----------------------------------【全局变量声明部分】--------------------
//		描述：全局变量的声明
//-----------------------------------------------------------------------
Rect g_rectangle;
bool g_bDrawingBox = false;//是否进行绘制
RNG g_rng(12345);

//-----------------------------------【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 ) 
{
     
	//【0】改变console字体颜色
	system("color 9F"); 

	//【0】显示欢迎和帮助文字（已删）
	ShowHelpText();

	//【1】准备参数
	g_rectangle = Rect(-1,-1,0,0);
	Mat srcImage(600, 800,CV_8UC3), tempImage;
	srcImage.copyTo(tempImage);
	g_rectangle = Rect(-1,-1,0,0);
	srcImage = Scalar::all(0);

	//【2】设置鼠标操作回调函数
	namedWindow( WINDOW_NAME );
	setMouseCallback(WINDOW_NAME,on_MouseHandle,(void*)&srcImage);

	//【3】程序主循环，当进行绘制的标识符为真时，进行绘制
	while(1)
	{
     
		srcImage.copyTo(tempImage);//拷贝源图到临时变量
		if( g_bDrawingBox ) DrawRectangle( tempImage, g_rectangle );//当进行绘制的标识符为真，则进行绘制
		imshow( WINDOW_NAME, tempImage );
		if( waitKey( 10 ) == 27 ) break;//按下ESC键，程序退出
	}
	return 0;
}

//--------------------------------【on_MouseHandle( )函数】-------------
//		描述：鼠标回调函数，根据不同的鼠标事件进行不同的操作
//---------------------------------------------------------------------
void on_MouseHandle(int event, int x, int y, int flags, void* param)
{
     

	Mat& image = *(cv::Mat*) param;
	switch( event)
	{
     
		//鼠标移动消息
	case EVENT_MOUSEMOVE: 
		{
     
			if( g_bDrawingBox )//如果是否进行绘制的标识符为真，则记录下长和宽到RECT型变量中
			{
     
				g_rectangle.width = x-g_rectangle.x;
				g_rectangle.height = y-g_rectangle.y;
			}
		}
		break;

		//左键按下消息
	case EVENT_LBUTTONDOWN: 
		{
     
			g_bDrawingBox = true;
			g_rectangle =Rect( x, y, 0, 0 );//记录起始点
		}
		break;

		//左键抬起消息
	case EVENT_LBUTTONUP: 
		{
     
			g_bDrawingBox = false;//置标识符为false
			//对宽和高小于0的处理
			if( g_rectangle.width < 0 )
			{
     
				g_rectangle.x += g_rectangle.width;
				g_rectangle.width *= -1;
			}

			if( g_rectangle.height < 0 ) 
			{
     
				g_rectangle.y += g_rectangle.height;
				g_rectangle.height *= -1;
			}
			//调用函数进行绘制
			DrawRectangle( image, g_rectangle );
		}
		break;
	}
}

//-----------------------------------【DrawRectangle( )函数】------------------------------
//		描述：自定义的矩形绘制函数
//---------------------------------------------------------------------------------------
void DrawRectangle( cv::Mat& img, cv::Rect box )
{
     
	cv::rectangle(img,box.tl(),box.br(),cv::Scalar(g_rng.uniform(0, 255), g_rng.uniform(0,255), g_rng.uniform(0,255)));//随机颜色
}