opencv 三 Mat的基本操作2（图像读取保存、颜色空间、裁剪、缩放、旋转）
Opencv中对彩色图的操作同样可以应用于灰度图和二值图，彩色图与灰度图直接的区别在于颜色类型空间类型的不同，这里以彩为操作示例。RGB、BGR、LAB、HSV是常见的3通道（CV_8UC3、CV_32FC3）彩色图类型，灰度图通常是一个通道的图像，二值图的数据类型与灰度图是一样的（CV_8UC1）。
一、读取|保存图像
imread函数用于读取图像，imread( const String& filename, int flags = IMREAD_COLOR )，flags的默认值为IMREAD_COLOR，也就是说默认读取为三通道BGR图像。完整的图像加载模式如下所示，0表示读取为灰度图。
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.
imwrite用于保存图像，第一个参数为文件名，第二个参数为图像对象。
Mat img = imread("C:\\Users\\hpg\\Pictures\\timg.jpg");
imwrite("rgb.jpg", img);二、修改图像尺寸
opencv修改图像尺寸支持两种模型：修改为固定size和按比例缩放。
修改为固定size：将img修改为600x400（宽x高），结果存入new_img中
Mat new_img
resize(img, new_img, { 600, 400 });//缩放到固定尺寸按比例缩放：将img的宽修改为原来的0.2倍，将img的高修改为原来的0.3倍，结果存入new_img2中。需要注意的是缩放比例是正数，且长宽缩放比例需要单独设置。
Mat new_img2;
resize(img, new_img2, {},0.2,0.3);//按比例缩放长宽三、颜色空间修改
opencv支持多种颜色空间的相互转换，常见的颜色空间有BGR、HSV、LAB、Gray、RGB，总共约支持100多种转换模式（具体可见imgproc.hpp中ColorConversionCodes的枚举类型）。
以下代码实现了将BGR图像转化为GRAY(灰度图)、HSV、Lab、RGB模式。
//颜色空间修改（BGR、HSV、LAB、Gray、RGB）
Mat jray, hsv, lab,rgb;
cvtColor(img, jray, cv::COLOR_BGR2GRAY);
cvtColor(img, hsv, cv::COLOR_BGR2HSV);
cvtColor(img, lab, cv::COLOR_BGR2Lab);
cvtColor(img, rgb, cv::COLOR_BGR2RGB);四、图像裁剪
使用img(Rect(x,y,w,h))即可在img中的x,y位置截取出一个宽为w长为h的图像。这里需要注意的是Rect的x+w不能超过原图的宽[img.cols]，y+h不能超过原图的高[img.rows])
//图像裁剪 Rect(x,y,w,h)
//(Rect的x+w不能超过原图的宽，y+h不能超过原图的高)
Rect m_select1 = Rect(0, 100, 300, 217);
Mat ROI1 = img(m_select1);
Rect m_select2 = Rect(300, 100, 320, 217);
Mat ROI2 = img(m_select2);
imshow("img", img);
imshow("ROI1", ROI1);
imshow("ROI2", ROI2);
五、图片粘贴
opencv实现图像粘贴核心是实验copyTo函数，A.copyTo(B)既将A图粘贴到B中。在实际使用中A图与B的size可能不一样，故需要使用img(Rect(x,y,w,h))裁剪到相同的尺寸。
以下代码实现了将2.4中裁剪的两个小图粘贴到一起
//图片粘贴（实现两个无重叠区域图像的拼接）
//实现两个图像横着拼接
//A.copyTo(B) A与B的大小应该一致
Mat board =Mat::zeros(ROI1.rows, ROI1.cols+ ROI2.cols, CV_8UC3);
Rect roi_rect1 = Rect(0, 0, ROI1.cols, ROI1.rows);
ROI1.copyTo(board(roi_rect1));
Rect roi_rect2 = Rect(ROI1.cols, 0, ROI2.cols, ROI2.rows);
ROI2.copyTo(board(roi_rect2));
imshow("board", board);图片拼接效果如下所示
六、图像旋转
opencv图像旋转涉及参数较多，图像旋转需要设置旋转中心点、旋转角度、旋转后空白处填充值、旋转后size。故此定义函数实现图像旋转，以下函数默认旋转中心为图像中心，旋转角度为参数传入，空白处填充模式为边缘拉伸。
/**************************************************************************************************************
Function: RotateImage
Description: 旋转图片
Input: src:需要旋转的图片路径 angle:旋转角度
Return: 旋转后的图片
***************************************************************************************************************/
cv::Mat RotateImage(cv::Mat src, double angle)
{
cv::Mat dst;
try
{
//float scale = 200.0/ src.rows;//缩放因子
//cv::resize(src, src, cv::Size(), scale, scale, cv::INTER_LINEAR);
//输出图像的尺寸与原图一样
cv::Size dst_sz(src.cols, src.rows);
//指定旋转中心
cv::Point2f center(static_cast(src.cols / 2.), static_cast(src.rows / 2.));
//获取旋转矩阵（2x3矩阵）
cv::Mat rot_mat = cv::getRotationMatrix2D(center, angle, 1.0);
//设置选择背景边界颜色
/*cv::Scalar borderColor = Scalar(0, 238, 0);*/
/*cv::warpAffine(src, dst, rot_mat, src.size(), INTER_LINEAR, BORDER_CONSTANT, borderColor);*/
//复制边缘填充
cv::warpAffine(src, dst, rot_mat, dst_sz, cv::INTER_LINEAR, cv::BORDER_REPLICATE);
}
catch (cv::Exception e)
{
}
return dst;
} 调用代码
//图像旋转
//涉及到旋转中心点、旋转角度、旋转后的size、旋转后空白处填充
Mat rotateImg=RotateImage(img, 60);
imshow("rotateImg", rotateImg);调用效果
七、完整代码
本章节完整代码如下所示
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
using namespace cv;
/**************************************************************************************************************
Function: RotateImage
Description: 旋转图片
Input: src:需要旋转的图片路径 angle:旋转角度
Return: 旋转后的图片
***************************************************************************************************************/
cv::Mat RotateImage(cv::Mat src, double angle)
{
cv::Mat dst;
try
{
//float scale = 200.0/ src.rows;//缩放因子
//cv::resize(src, src, cv::Size(), scale, scale, cv::INTER_LINEAR);
//输出图像的尺寸与原图一样
cv::Size dst_sz(src.cols, src.rows);
//指定旋转中心
cv::Point2f center(static_cast(src.cols / 2.), static_cast(src.rows / 2.));
//获取旋转矩阵（2x3矩阵）
cv::Mat rot_mat = cv::getRotationMatrix2D(center, angle, 1.0);
//设置选择背景边界颜色
/*cv::Scalar borderColor = Scalar(0, 238, 0);*/
/*cv::warpAffine(src, dst, rot_mat, src.size(), INTER_LINEAR, BORDER_CONSTANT, borderColor);*/
//复制边缘填充
cv::warpAffine(src, dst, rot_mat, dst_sz, cv::INTER_LINEAR, cv::BORDER_REPLICATE);
}
catch (cv::Exception e)
{
}
return dst;
}
void main() {
/*彩色图操作
图片的读取，修改，保存。修改尺寸，修改涉及颜色，裁剪，拼接，旋转*/
Mat mat = imread("C:\\Users\\hpg\\Pictures\\timg.jpg");
//Mat的基本属性
// 宽、高；数据类型；通道数
cout << "宽(列）：" << mat.cols << "，高(行）：" << mat.rows << endl;
cout << "数据类型: " << mat.type() << endl;
cout << "通道数: " << mat.channels() << endl;
Mat img = imread("C:\\Users\\hpg\\Pictures\\timg.jpg");
imwrite("rgb.jpg", img);
//resize(img, img, { 600, 400 });//缩放到固定尺寸
resize(img, img, {},0.2,0.2);//按比例缩放长宽
//颜色空间修改（BGR、HSV、LAB、Gray、RGB）
Mat jray, hsv, lab,rgb;
cvtColor(img, jray, cv::COLOR_BGR2GRAY);
cvtColor(img, hsv, cv::COLOR_BGR2HSV);
cvtColor(img, lab, cv::COLOR_BGR2Lab);
cvtColor(img, rgb, cv::COLOR_BGR2RGB);
//图像裁剪 Rect(x,y,w,h)
//(Rect的x+w不能超过原图的宽，y+h不能超过原图的高)
Rect m_select1 = Rect(0, 100, 300, 217);
Mat ROI1 = img(m_select1);
Rect m_select2 = Rect(300, 100, 320, 217);
Mat ROI2 = img(m_select2);
imshow("img", img);
imshow("ROI1", ROI1);
imshow("ROI2", ROI2);
//图片粘贴（实现两个无重叠区域图像的拼接）
//实现两个图像横着拼接
//A.copyTo(B) A与B的大小应该一致
Mat board =Mat::zeros(ROI1.rows, ROI1.cols+ ROI2.cols, CV_8UC3);
Rect roi_rect1 = Rect(0, 0, ROI1.cols, ROI1.rows);
ROI1.copyTo(board(roi_rect1));
Rect roi_rect2 = Rect(ROI1.cols, 0, ROI2.cols, ROI2.rows);
ROI2.copyTo(board(roi_rect2));
imshow("board", board);
//图像旋转
//涉及到旋转中心点、旋转角度、旋转后的size、旋转后空白处填充
Mat rotateImg=RotateImage(img, 60);
imshow("rotateImg", rotateImg);
waitKey(0);
}