OpenCV3最常用的基本操作

发布 : 2019-01-29 分类 : 计算机视觉 浏览 :

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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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#include<core.hpp>
#include<highgui.hpp>
#include<imgproc.hpp>
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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本文作者 : HeoLis
原文链接 : http://ishero.net/OpenCV3最常用的基本操作.html
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