Day 3 - Opencv 鼠标绘制ROI区域

今天学习一下怎样使用鼠标事件绘制一个矩形的ROI区域，并显示到图像上。

1.声明一个绘制相关的类 GCApplication

class GCApplication
{
public:
	enum { NOT_SET = 0, IN_PROCESS = 1, SET = 2 }; 
	void reset(); 
	void setImageAndWinName(const cv::Mat& _image, const std::string& _winName); 
	void showImage() const;
	void mouseClick(int event, int x, int y, int flags, void* param);
private:
	const std::string* winName;  //图像窗口指针
	const cv::Mat* image;        //图像指针
	uchar rectState;             //绘制状态标识
	cv::Rect rect;               //绘制矩形

};

• 声明一个枚举变量，标识当前的绘制状态，增强程序的可读性：NOT_SET=未开启绘制，IN_PROCESS=正在绘制，SET=绘制完成；
• reset()函数：重置绘制事件；
• showImage()：显示图像与绘制的矩形ROI。由于showImage只显示图像内容，而不改变成员变量，所以在函数后添加const关键字作为标识；
• mouseClick()：定义绘制事件所执行的内容

2.定义 GCApplication类中的内容

2.1 reset()函数

重置绘制状态

void GCApplication::reset()
{
	rectState = NOT_SET;   //未开启绘制
}

2.2 setImageAndWinName()函数

显示图像与绘制的矩形ROI

void GCApplication::setImageAndWinName(const cv::Mat& _image, const std::string& _winName)
{
	if (_image.empty() || _winName.empty())
		return;
	image = &_image;  //将内存地址传递给image
	winName = &_winName;
	reset();
}

下面简单的介绍下“&”的作用

• &是一元运算符
• const Mat& _image 声明时加&，声明引用变量，_image是image的别名，两者指向的是同一变量
• image = &_image 调用前加&，返回操作数的内存地址

2.3 showImage() const 函数

显示图像与绘制的矩形ROI

void GCApplication::showImage() const
{
	if (image->empty() || winName->empty())
		return;
	cv::Mat res;
	image->copyTo(res); //图像拷贝到res中  
	if (rectState == IN_PROCESS || rectState == SET)
		rectangle(res, cv::Point(rect.x, rect.y), cv::Point(rect.x + rect.width, rect.y + rect.height), GREEN, 2);
	imshow(*winName, res);
}

• 形参加const,限制传递参数不可改变
• 常量成员函数是不能改变成员变量值的函数
• const 成员函数详细讲解可以去传送门

2.4 mouseClick() 函数

定义绘制事件所执行的内容

void GCApplication::mouseClick(int event, int x, int y, int flags, void*)
{
	// 鼠标回调事件
	switch (event)
	{
	case cv::EVENT_LBUTTONDOWN: // 鼠标左键按下事件
	{
		//程序启动时，rectState已被设置为NOT_SET
		//鼠标左键按下时，设置rectState的状态为IN_PROCESS
		//并将此时鼠标的位置设定为rect的起始点
		if (rectState == NOT_SET)  
		{
			rectState = IN_PROCESS;
			rect = cv::Rect(x, y, 1, 1);
		}
	}
	break;
	case cv::EVENT_LBUTTONUP: //鼠标左键抬起事件
		//当鼠标左键抬起时，如果rectState不处于在绘制的状态，则不做任何处理
		//如rectState==IN_PROCESS时，则执行rect的绘制与显示，将当前鼠标位置作为
		//矩形的右下顶点最终坐标，同时，要调用showImage,来实时显示绘制效果
		if (rectState == IN_PROCESS)
		{
			if (rect.x == x || rect.y == y) {
				rectState = NOT_SET;
			}
			else {
				rect = cv::Rect(cv::Point(rect.x, rect.y), cv::Point(x, y));
				rectState = SET;
			}
			showImage();
		}
		break;
	case cv::EVENT_MOUSEMOVE:  //鼠标移动事件
		//当鼠标移动，且左键按下时，开始绘制
		if (rectState == IN_PROCESS)
		{
			rect = cv::Rect(cv::Point(rect.x, rect.y), cv::Point(x, y));
			showImage();
		}
		break;
	}
}

3. 运行实例

#include "opencv2/imgcodecs.hpp"
#include "opencv2/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgproc.hpp"
#include 

const cv::Scalar GREEN = cv::Scalar(0, 255, 0);  //定义一个颜色常量
GCApplication gcapp; //声明GCApplication的全局变量，以便调用相关函数

static void on_mouse(int event, int x, int y, int flags, void* param)
{
	gcapp.mouseClick(event, x, y, flags, param);
}

int main(int argc, char** argv)
{
	//1.读取图像
	cv::Mat image = cv::imread("messi5.jpg", cv::IMREAD_COLOR);
	if (image.empty())
	{
		std::cout << "\n Durn, couldn't read image filename " << std::endl;
		return 1;
	}
	//2.创建显示窗口
	const std::string winName = "image";
	cv::namedWindow(winName, cv::WINDOW_AUTOSIZE);
	//3.创建鼠标回调
	cv::setMouseCallback(winName, on_mouse, 0);
	//4.将image和winName传递给GCApplication类的成员变量
	gcapp.setImageAndWinName(image, winName);
	//5.通过showImage函数显示图像与ROI区域
	gcapp.showImage();
	//6.设定一个循环函数，来执行键盘上一些按键的操作
	for (;;)
	{
		char c = (char)cv::waitKey(0);
		switch (c)
		{
		case '\x1b':   //Esc退出
			std::cout << "Exiting ..." << std::endl;
			goto exit_main;
		case 'r':   //R 重置
			std::cout << std::endl;
			gcapp.reset();
			gcapp.showImage();
			break;
		}
	}
exit_main:
	cv::destroyWindow(winName); //退出时销毁窗体
	return 0;
}

备注：为甚要定义一个静态on_mouse函数呢？

• 定义on_mouse函数的原因是setMouseCallback不支持非静态函数的调用，否则会报错，“C++提示非标准语法；请使用来创建指向成员的指针”
• 那么，为什么不在类中直接将mouseClick定义成静态函数呢，如果这样做的话，函数里调用的成员变量和成员函数都要改变成静态的，否则会编译报错，
• 另外一种做法就是在mouseClick里面对类声明一个GCApplication对象，调用其他成员变量和函数

贴张原图：

效果截图：