OpenCV学习笔记与代码示例（一）：载入、显示和储存图像

前言

笔者的学习资料参考为《OpenCV 3  Computer Vison Application Programming Cookbook,Third Edition》，所用OpenCV库版本为4.5.3，所用IDE为MS Visual Studio，所用语言为C++。

1.OpenCV整体结构

OpenCV是一个开源的计算机视觉程序库，可以在Windows、Linux等多平台下运行。OpenCV库分多个模块，我们可以在头文件opencv.hpp中找到这些模块对应的头文件。OpenCV整体分为两类，包含核心库( Core library)和若干可选模块(optional modules)。

core.hpp包含OpenCV库的核心功能。

// Then the list of defines is checked to include the correct headers
// Core library is always included --> without no OpenCV functionality available
#include "opencv2/core.hpp"

OpenCV也提供了若干可选模块，这里列出部分模块。比如imgproc模块包含主要的图像处理函数，highgui模块提供了读写图像和视频的函数以及一些用户交互函数等。在我们使用这些模块前，需要将对应头文件包含进去，当然在4.5.3版本中可以直接包含opencv.hpp,因此之后的模块学习不再单独列出。

#ifdef HAVE_OPENCV_IMGPROC
#include "opencv2/imgproc.hpp"
#endif
#ifdef HAVE_OPENCV_HIGHGUI
#include "opencv2/highgui.hpp"
#endif

最后只得注意的是，若在程序开头加上cv命名空间进行声明，则后续代码如cv::Mat可以直接写成Mat。

using namespace cv;

 2.载入图像

首先需要创建一个变量代表图像，在OpenCV中使用cv::Mat类创建对象。

cv::Mat image;//创建一个空图像

此时创建的图像尺寸为0×0 。在创建对象时可以指定初始尺寸大小。这里有两种方式

//创建一个未初始化的240行×320列的灰度图像
cv::Mat image1(240, 320, CV_8U);
//创建一个未初始化的320行×240列的彩色图像
cv::Mat image2(cv::Size(320,240),CV_8UC3);

注意：第三个参数的含义是每个矩阵元素的类型。CV_8U表示每个像素对应1字节（灰度图像），U表示无符号（S表示有符号），如果想要初始化灰度图像，需要调用cv::Scalar。三通道彩色图像表示为CV_8UC3,如果想要对三通道初始化，也需要调用cv::Scalar。

//创建一个红色图像
//通道次序为BGR
cv::Mat image2(240, 320, CV_8UC3, cv::Scalar(0, 0, 255));
//创建一个灰度100的图像
cv::Mat image1(240, 320, CV_8U, cv::Scalar(100));

我们可以通过访问cv::Mat的size属性来查看图像的尺寸。

cout << "This image is " << image.rows << " x " << image.cols << endl;

调用imread函数，从指定路径读入一个图像(若路径指定不完整，路径为默认目录)，解码并分配内存。

image = cv::imread("1.bmp");//读取输入图像

 在读取图像时，可以同时进行色彩转换，以适用于不同的计算机视觉算法。

//读取图像文件并将其转换为灰度图像
image = cv::imread("1.bmp", cv::IMREAD_GRAYSCALE);
//读取图像文件并将其转换为三通道彩色图像
image = cv::imread("1.bmp", cv::IMREAD_COLOR);

注意，灰度图像由unsigned char构成，OpenCV中用常量CV_8U表示；三通道彩色图像中每个像素为3字节，OpenCV中用CV_8UC3表示。

3.显示图像

在显示图像之前，我们可以先定义一个显示窗口。注意，我们可以用这个窗口显示不同图像，也可以用不同名称创建多个窗口。

//定义窗口
cv::namedWindow("Original Image");

然后使用Original Image窗口显示图像。

//显示图像
cv::imshow("Original Image", image);

调用destroyAllWindows()销毁我们创建的所有窗口。如果想销毁任意指定窗口，应该使用函数 destroyWindow(),参数是确切的窗口名。

cv::destroyAllWindows();//关闭所有窗口
cv::destroyWindow("Original Image");//关闭Original Image窗口

为了避免在main函数结束时关闭窗口，可以调用waitKey(0)，待用户键入数值后再结束程序。

cv::waitKey(0);//0表示永远等待按键
		      //键入的正数表示等待的毫秒数

4.储存图像

使用imwrite函数可以把处理过的图像储存在磁盘的指定路径（若路径指定不完整，路径为默认目录）。该函数返回值类型为布尔类型，成功将图像写入或保存到本地文件系统后返回布尔值 true，否则返回False。注意，保存时会根据文件名后缀决定使用哪种编码方式。

cv::imwrite("1.bmp",image);//保存image