第七周作业 嵌入式程序调试与opencv图像库

一 在Ubuntu系统上练习程序代码的GDB调试

下面的代码实现对一个整型数的反转功能，比如输入123，则 输出321。
但输入100时，程序的输出结果却不正确，请找出问题。

#include <stdio.h> 
void ShowRevertNum(int iNum) 
{         
while (iNum > 10)         
{  printf("%d", iNum % 10);                
  iNum = iNum / 10;         } 
          printf("%d\n", iNum); } 
int main(void) {
         int iNum;
         printf("Please input a number :");
         scanf("%d", &iNum);         
         printf("After revert : ");        
         ShowRevertNum(iNum); } 

首先，创建文件，编译并且调试。

输入“l”,显示代码及行号

发现输入100后，输出了错误结果010。
设置断点，逐步排查找出错误。


将循环条件改为（x>=10）再次运行此程序可得到正确答案001。

二 opencv安装

1.进入网址网址
2.将下载好的安装包复制到Ubuntu文件夹中：

3.在命令模式下输入

unzip opencv-3.4.1.zip      //解压该文件

4.安装依赖库和cmake
输入以下命令：

sudo apt-get install cmake  

sudo apt-get install build-essential libgtk2.0-dev libavcodec-dev libavformat-dev libjpeg.dev libtiff5.dev libswscale-dev libjasper-dev  

5.
安装完cmake之后执行命令 ,创建编译文件夹，并进入文件夹进行配置。

mkdir my_build_dir                                                     //创建文件
cd my_build_dir                                                          //进入文件
cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=Release -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local ..  //cmake
sudo make                                                                     //执行命令

下载完成：


7.输入以下命令：

sudo make install
sudo gedit /etc/ld.so.conf.d/opencv.conf 

在打开的文件中添加 /usr/local/lib

保存回到命令行界面，继续执行以下命令使配置生效

sudo ldconfig                                  
sudo gedit /etc/bash.bashrc                

在文件末尾添加

PKG_CONFIG_PATH=$PKG_CONFIG_PATH:/usr/local/lib/pkgconfig  
export PKG_CONFIG_PATH  

保存关闭，继续执行命令：

source /etc/bash.bashrc 
sudo updatedb  

所有的配置都已经完成。

三 opencv的练习

1.编写一个打开图片进行特效显示的代码
在opencv-3.4.1下创建一个文件夹，在文件中把以下代码保存为test.cpp。

#include <opencv2/highgui.hpp>
#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
using namespace std;
int main(int argc, char** argv)
{
	CvPoint center;
        double scale = -3; 

	IplImage* image = cvLoadImage("2.jpg");
	argc == 2? cvLoadImage(argv[1]) : 0;
	
	cvShowImage("Image", image);
	
	
	if (!image) return -1; 	center = cvPoint(image->width / 2, image->height / 2);
	for (int i = 0;i<image->height;i++)
		for (int j = 0;j<image->width;j++) {
			double dx = (double)(j - center.x) / center.x;
			double dy = (double)(i - center.y) / center.y;
			double weight = exp((dx*dx + dy*dy)*scale);
			uchar* ptr = &CV_IMAGE_ELEM(image, uchar, i, j * 3);
			ptr[0] = cvRound(ptr[0] * weight);
			ptr[1] = cvRound(ptr[1] * weight);
			ptr[2] = cvRound(ptr[2] * weight);
		}

	Mat src;Mat dst;
	src = cvarrToMat(image);
	cv::imwrite("test.png", src);

    cvNamedWindow("test",1);  	imshow("test", src);
	 cvWaitKey();
	 return 0;
}

在该处打开命令行，输入

g++ test.cpp -o test `pkg-config --cflags --libs opencv`        //创建可执行文件
./test                                                          //运行

成功实现了简单的图片特效。

2.编写一个打开摄像头显示处理视频的程序代码
在opencv文件目录下编写代码

#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
int main()
{
  VideoCapture capture(0);
  while(1)
  {
     Mat frame;
     capture >> frame; 
     imshow("读取视频帧",frame);
     waitKey(30);
   }
     system("pause");
     return 0;
}

先打开摄像头权限：

保存并退出之后，编译并运行

1.      g++ test1.cpp -o test1 `pkg-config --cflags --libs opencv`   //创建可执行文件
2.      ./test1                                                      //执行文件

运行结果：

按ctrl+c中途可以退出视频录制。

1）如果要求打开你硬盘上一个视频文件来播放，请问示例代码1第7行代码如何修改？

修改代码

VideoCapture capture(“video_20201030_203850.mp4”);

即可播放视频。

2）在示例代码1第9行的while循环中，Mat是一个什么数据结构？ 为什么一定要加一句waitKey延时代码，删除它行不行？
答：在这个代码中Mat是一个类。由两部分数据组成：矩阵头（包括矩阵尺寸、存储方法、存储地址等信息）和一个指向所有像素值的矩阵（根据所选存储方法不同，矩阵可以是不同的维数）的指针。
waitkey这个命令控制着imshow的持续时间，当imshow之后不跟waitkey时，相当于没有给imshow提供时间展示图像，就只有一个空窗口一闪而过，所以必须加waitkey。
3）视频录制过程中只能用ctrl+c终止，不友好，将如下代码改成

#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;
int main()
{
  VideoCapture capture(0);
  int key;
  while(1)
  {
     Mat frame;
     capture >> frame; 
     key = waitKey(100);
      if (key == 27)
	{
		break;
	}

     imshow("读取视频帧",frame);
     waitKey(30);
   }
     system("pause");
     return 0;
}

4）示例代码1代码会在while循环中一直运行，你如果试图用鼠标关闭图像显示窗口，会发现始终关不掉。需要用键盘Ctrl+C 强制中断程序，非常不友好。如何改进？
代码改进如下：

#include<iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include<opencv2/core/core.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
using namespace cv;
using namespace std;
int main()
{
	//打开电脑摄像头
	VideoCapture cap(0);
	if (!cap.isOpened())
	{
		cout << "error" << endl;
		waitKey(0);
		return 0;
	}

	//获得cap的分辨率
	int w = static_cast<int>(cap.get(CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH));
	int h = static_cast<int>(cap.get(CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT));
	Size videoSize(w, h);
	VideoWriter writer("RecordVideo.avi", CV_FOURCC('M', 'J', 'P', 'G'), 25, videoSize);
	
	Mat frame;
	int key;//记录键盘按键
	char startOrStop = 1;//0  开始录制视频； 1 结束录制视频
	char flag = 0;//正在录制标志 0-不在录制； 1-正在录制

	while (1)
	{
		cap >> frame;
		key = waitKey(100);
		if (key == 32)//按下空格开始录制、暂停录制   可以来回切换
		{
			startOrStop = 1 - startOrStop;
			if (startOrStop == 0)
			{
				flag = 1;
			}
		}
		if (key == 27)//按下ESC退出整个程序，保存视频文件到磁盘
		{
			break;
		}

		if (startOrStop == 0 && flag==1)
		{
			writer << frame;
			cout << "recording" << endl;
		}
		else if (startOrStop == 1)
		{
			flag = 0;
			cout << "end recording" << endl;
			
		}
		imshow("picture", frame);
	}
	cap.release();
	writer.release();
	destroyAllWindows();
        return 0;
}

输入

g++ test2.cpp -o test2 `pkg-config --cflags --libs opencv`
./test2

按下ESC即可退出视频界面。
运行结果如下：