OpenCV 介绍

OpenCV的全称是Open Source Computer Vision Library，是一个跨平台的计算机视觉库。OpenCV是由英特尔公司发起并参与开发，以BSD许可证授权发行，可以在商业和研究领域中免费使用。OpenCV可用于开发实时的图像处理、计算机视觉以及模式识别程序。该程序库也可以使用英特尔公司的IPP进行加速处理。

以上是维基百科关于OpenCV的介绍，简单来说它就是处理图像的工具包。本篇文章将介绍它的最基本操作。使用的是C++版的OpenCV3。

本篇文章将分为两个部分：

图像载入、显示和输出到文件以及滑块的使用
基本绘图函数

1.图像载入、显示和输出到文件以及滑块的使用

imread()函数

图像载入

Mat imread(const string& filename, int flags = 1);

第一个参数为文件名
第二个参数为载入标识

flags > 0 返回一个3通道的彩色图像
flags = 0 返回灰度图像
flags < 0 返回包含Alpha通道的加载图像
若要载入最真实无损的源图像，可flags = 2 || flags = 4

imshow()函数

图像显示

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

第一个参数：const string& 类型的winname，填需要显示的窗口标识名称。
第二个参数：InputArray类型的mat，填写要显示的图像

namedWindow函数

初始化一个显示窗口

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

第一个参数，const string&类型的name，填写被用做窗口的标识符的窗口名称。
第二个参数，int 类型的flags，窗口的标识，默认为WINDOW_AUTOSIZE，还可以填如下几种值：
- WINDOW_NORMAL，用户可以改变窗口的大小
- WINDOW_AUTOSIZE，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改变窗口的大小
- WINDOW_OPENGL，窗口创建的时候回支持OpenGL。

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。

addWeighted 函数

图片融合

void addWeighted(InputArray src1, double alpha, InputArray src2, double beta, double gamma, OutputArray dst, int dtype=-1)

六个参数分别是

输入图片1
融合比例
图片2
融合比例
偏差
输出图片

createTrackbar函数

创建滑条

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

六个参数如下

const string&类型的trackbarname，轨迹条的名字，用来代表轨迹条
const string&类型的winname，窗口的名字，代表轨迹条所依附的窗口
int* 类型的value，一个指向整形的指针，表示滑块的位置。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 void function(int , void* ); 其中第一个参数是轨迹条的位置，第二个参数是用户数据（参数六）。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，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。

getTrackbarPos 函数

获取滑条位置

int getTrackbarPos(const string& trackbarname, const string& winname);

const string& 类型的trackbarname，表示轨迹条的名字
const string& 类型的winname，表示轨迹条的父窗口名称

鼠标操作 setMouseCallback

该函数的作用是为指定窗口设置鼠标回调函数

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

const string&类型的winname，窗口名字。
MouseCallback类型的onMouse，指定窗口里每次鼠标事件发生的时候，被调用的函数指针。这个函数的原型的大概形式为void Foo(int event, int x, int y, int flags, void* param)。其中event是CV_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。
void*类型的userdata，用户定义的传递到回调函数的参数，默认值0。

2.基本绘图函数

线段：line 函数

CV_EXPORTS_W void line(CV_IN_OUT Mat& img, Point pt1, Point pt2, const Scalar& color, int thickness=1, int lineT ype=8, int shift=0);

img: 要绘制线段的图像。
pt1: 线段的起点。
pt2: 线段的终点。
color: 线段的颜色，通过一个Scalar对象定义。
thickness: 线条的宽度。
lineType: 线段的类型。可以取值8， 4，和CV_AA，分别代表8邻接连接线，4邻接连接线和反锯齿连接线。默认值为8邻接。为了获得更好地效果可以选用CV_AA(采用了高斯滤波)。
shift: 坐标点小数点位数。

椭圆：ellipse 函数

CV_EXPORTS_W void ellipse(CV_IN_OUT Mat& img, Point center, Size axes,double angle, double startAngle, double endAngle, const Scalar& color, int thickness=1,int lineType=8, int shift=0);

img: 要绘制椭圆的图像。
center: 椭圆中心点坐标。
axes: 椭圆位于该Size决定的矩形内。（即定义长轴和短轴）。
angle: 椭圆旋转角度。
startAngle: 椭圆开始绘制时角度。
endAngle: 椭圆绘制结束时角度。（若绘制一个完整的椭圆，则startAngle=0, endAngle = 360）。
color: 椭圆的颜色。
thickness: 绘制椭圆线粗。负数表示全部填充。
lineType、shift：同上。

矩形：rectangle 函数

CV_EXPORTS_W void rectangle(CV_IN_OUT Mat& img, Point pt1, Point pt2, const Scalar& color, int thickness=1, int lineType=8, int shift=0);

pt1: 矩形的左上角坐标。
pt2: 矩阵的右下角坐标。
其余同上。

圆：circle 函数

CV_EXPORTS_W void circle(CV_IN_OUT Mat& img, Point center, int radius, const Scalar& color, int thickness=1, int lineType=8, int shift=0);

center: 圆心坐标。
radius: 半径。
其余同上。

填充多边形：fillPoly 函数

CV_EXPORTS void fillPoly(Mat& img, const Point** pts,const int* npts, int ncontours, const Scalar& color, int lineType=8, int shift=0, Point offset=Point() );

pts: 多边形定点集。
npts: 多边形的顶点数目。
ncontours: 要绘制多边形的数量。
offset: 所有点轮廓的可选偏移。
其余同上。

显示文字：PutText 函数

void putText(Mat& img, const string& text, Point org, int fontFace, double fontScale, Scalar color, int thickness=1, int lineType=8, bool bottomLeftOrigin=false )

img – 显示文字所在图像.
text – 待显示的文字.
org – 文字在图像中的左下角坐标.
font – 字体结构体.
fontFace – 字体类型，可选择字体：

FONT_HERSHEY_SIMPLEX, FONT_HERSHEY_PLAIN,
FONT_HERSHEY_DUPLEX, FONT_HERSHEY_COMPLEX,
FONT_HERSHEY_TRIPLEX, FONT_HERSHEY_COMPLEX_SMALL,
FONT_HERSHEY_SCRIPT_SIMPLEX, or FONT_HERSHEY_SCRIPT_COMPLEX,
以上所有类型都可以配合FONT_HERSHEY_ITALIC使用，产生斜体效果。

fontScale – 字体大小，该值和字体内置大小相乘得到字体大小
color – 文本颜色
thickness – 写字的线的粗细
lineType – 线型.
bottomLeftOrigin – true, 图像数据原点在左下角。否则，图像数据原点在左上角.

代码示例

#include
#include
#include
using namespace cv;

#define WINDOW_NAME1 "[绘制图1]"   //为窗口标题定义的宏
#define WINDOW_NAME2 "[绘制图2]"   //为窗口标题定义的宏
#define WINDOW_WIDTH 600            //定义窗口大小的宏

//绘制不同角度。相同尺寸的椭圆
void DrawEllipse(Mat img, double angle)
{
    int thickness = 2;
    int lineType = 8;
    ellipse(img, Point(WINDOW_WIDTH / 2, WINDOW_WIDTH / 2),
            Size(WINDOW_WIDTH / 4, WINDOW_WIDTH / 16), angle,
            0, 360, Scalar(255, 129, 0), thickness, lineType);
}

//绘制实心圆
void DrawFilledCircle(Mat img, Point center)
{
    int thickness = -1; //线粗
    int lineType = 8;
    circle(img, center, WINDOW_WIDTH / 32, Scalar(0, 0, 255),
            thickness, lineType);
}

//实现凹多边形绘制
void DrawPolygon(Mat img)
{
    int lineType = 8;

    //创建一些点
    Point rootPoints[1][20];
    rootPoints[0][0] = Point(WINDOW_WIDTH / 4, 7 * WINDOW_WIDTH / 8);
    rootPoints[0][1] = Point(3 * WINDOW_WIDTH / 4, 7 * WINDOW_WIDTH / 8);
    rootPoints[0][2] = Point(3 * WINDOW_WIDTH / 4, 13 * WINDOW_WIDTH / 16);
    rootPoints[0][3] = Point(11 * WINDOW_WIDTH / 16, 13 * WINDOW_WIDTH / 16);
    rootPoints[0][4] = Point(19 * WINDOW_WIDTH / 32, 3 * WINDOW_WIDTH / 8);
    rootPoints[0][5] = Point(3 * WINDOW_WIDTH / 4, 3 * WINDOW_WIDTH / 8);
    rootPoints[0][6] = Point(3 * WINDOW_WIDTH / 4, WINDOW_WIDTH / 8);
    rootPoints[0][7] = Point(26 * WINDOW_WIDTH / 40, WINDOW_WIDTH / 8);
    rootPoints[0][8] = Point(26 * WINDOW_WIDTH / 40, WINDOW_WIDTH / 4);
    rootPoints[0][9] = Point(22 * WINDOW_WIDTH / 40, WINDOW_WIDTH / 4);
    rootPoints[0][10] = Point(22 * WINDOW_WIDTH / 40, WINDOW_WIDTH / 8);
    rootPoints[0][11] = Point(18 * WINDOW_WIDTH / 40, WINDOW_WIDTH / 8);
    rootPoints[0][12] = Point(18 * WINDOW_WIDTH / 40, WINDOW_WIDTH / 4);
    rootPoints[0][13] = Point(14 * WINDOW_WIDTH / 40, WINDOW_WIDTH / 4);
    rootPoints[0][14] = Point(14 * WINDOW_WIDTH / 40, WINDOW_WIDTH / 8);
    rootPoints[0][15] = Point(WINDOW_WIDTH / 4, WINDOW_WIDTH / 8);
    rootPoints[0][16] = Point(WINDOW_WIDTH / 4, 3 * WINDOW_WIDTH / 8);
    rootPoints[0][17] = Point(13 * WINDOW_WIDTH / 32, 3 * WINDOW_WIDTH / 8);
    rootPoints[0][18] = Point(5 * WINDOW_WIDTH / 16, 13 * WINDOW_WIDTH / 16);
    rootPoints[0][19] = Point(WINDOW_WIDTH / 4, 13 * WINDOW_WIDTH / 16);
    const Point* ppt[1] = { rootPoints[0] };
    int npt[] = { 20 };
    fillPoly(img, ppt, npt, 1, Scalar(255, 255, 255), lineType);
}

// 绘制线
void DrawLine(Mat img, Point start, Point end)
{
    int thickness = 2;
    int lineType = 8;
    line(img, start, end, Scalar(0, 0, 0), thickness, lineType);
}


int main()
{
    //创建空白的Mat图像
    Mat atomImage = Mat::zeros(WINDOW_WIDTH, WINDOW_WIDTH, CV_8UC3);
    Mat rookImage = Mat::zeros(WINDOW_WIDTH, WINDOW_WIDTH, CV_8UC3);

    //----------- 绘制化学中原子的示例图-----------
    //1.先绘制出椭圆
    DrawEllipse(atomImage, 90);
    DrawEllipse(atomImage, 0);
    DrawEllipse(atomImage, 45);
    DrawEllipse(atomImage, -45);

    //2.再绘制出圆心
    DrawFilledCircle(atomImage, Point(WINDOW_WIDTH / 2, WINDOW_WIDTH / 2));

    //----------- 绘制组合图形----------------
    //1.线绘制出多边形
    DrawPolygon(rookImage);

    //2.绘制矩形
    rectangle(rookImage, Point(0, 7 * WINDOW_WIDTH),
            Point(WINDOW_WIDTH, WINDOW_WIDTH), Scalar(0, 255, 255), -1, 8);

    //2.绘制一些线段
    DrawLine(rookImage, Point(0, 15 * WINDOW_WIDTH / 16),
        Point(WINDOW_WIDTH, 15 * WINDOW_WIDTH / 16));
    DrawLine(rookImage, Point(WINDOW_WIDTH / 4, 7 * WINDOW_WIDTH / 8),
             Point(WINDOW_WIDTH / 4, WINDOW_WIDTH));
    DrawLine(rookImage, Point(WINDOW_WIDTH / 2, 7 * WINDOW_WIDTH / 8),
             Point(WINDOW_WIDTH / 2, WINDOW_WIDTH));
    DrawLine(rookImage, Point(3 * WINDOW_WIDTH / 4, 7 * WINDOW_WIDTH / 8),
             Point(3 * WINDOW_WIDTH / 4, WINDOW_WIDTH));

    //3.显示绘制出的图像
    imshow(WINDOW_NAME1, atomImage);
    moveWindow(WINDOW_NAME1, 0, 200);
    imshow(WINDOW_NAME2, rookImage);
    moveWindow(WINDOW_NAME2, WINDOW_WIDTH, 200);

    waitKey(0);
    return 0;
}

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OpenCV3最常用的基本操作

OpenCV 介绍

1.图像载入、显示和输出到文件以及滑块的使用

imread()函数

imshow()函数

namedWindow函数

addWeighted 函数

createTrackbar函数

getTrackbarPos 函数

鼠标操作 setMouseCallback

2.基本绘图函数

线段：line 函数

椭圆：ellipse 函数

矩形：rectangle 函数

圆：circle 函数

填充多边形：fillPoly 函数

显示文字：PutText 函数

代码示例

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