C++OpenCV系统学习（1）——提高图像对比度的掩模操作

1.像素

1.1获取图像的像素指针

• Mat.ptr<uchar>(int i=0),其中Mat.ptr<uchar>是像素指针索引i表示第几行，从0开始计数
• 获取当前行指针const uchar* current=myImage.ptr<uchar>(row)
• 获取当前像素点p(row,col)的像素值p(row,col)=current(col)

1.2像素范围处理

• saturate_cast<uchar>(-100),返回0
• saturate_cast<uchar>(288),返回255
• saturate_cast<uchar>(100),返回100

这个函数的功能是确保RGB值的范围在0-255之间

2.掩模

2.1概述

掩模操作时实现图像对比度调整

矩阵的掩模操作十分简单，根据掩模来重新计算每个像素的像素值，掩模（Mask,也称为kernel）

                                                   

上图红色时中心像素，从上到下，从左到右，对每个像素做同样的处理操作，得到最终结果就是对比度提高之后的输出图像Mat对象

2.2实现

文件结构如下：

 MyAPI.h中主要写函数的声明：

#pragma once
#include<iostream>
#include<opencv2/opencv.hpp>

using namespace std;
using namespace cv;

class MyApi {
public:
	void improve_image_contrast(Mat& image);//提高图像的对比度

};

方法一：从定义出发实现对比度提高：实现放在MyAPI.cpp中：

#include"MyAPI.h"

void MyApi::improve_image_contrast(Mat& image)
{
	Mat dst;
	//由于读取的时RGB图所有实际的cols和row要乘以通道数、
	int cols = (image.cols - 1) * image.channels();
	int offsetx = image.channels();
	int rows = image.rows;
	dst = Mat::zeros(image.size(), image.type());
	//看图3*3的掩模，将每个绿色的相加就是中间红色部分的值
	for (int row = 1; row < (rows - 1); row++)
	{
		const uchar* previous = image.ptr<uchar>(row - 1);
		const uchar* current = image.ptr<uchar>(row);
		const uchar* next = image.ptr<uchar>(row + 1);
		uchar* output = dst.ptr<uchar>(row);
		for (int col = offsetx; col < cols; col++)
		{
			output[col] = saturate_cast<uchar>(5 * current[col] - (current[col - offsetx] + current[col + offsetx] + previous[col] + next[col]));
		}
	}
	namedWindow("contrast_improved_image", WINDOW_AUTOSIZE);
	imshow("contrast_improved_image", dst);
}

测试文件为：

#include<opencv2/opencv.hpp>
#include<iostream>
#include"MyAPI.h"
using namespace std;
using namespace cv;

int main()
{
	Mat src, dst;
	src = imread("D:\\testImage\\123.bmp");
	if (!src.data)
	{
		cout << "could not load Image...";
		return -1;
	}
	namedWindow("input image", WINDOW_AUTOSIZE);
	imshow("input image", src);
	
	MyApi ma;
	ma.improve_image_contrast(src);
	
	waitKey(0);
	return 0;
}

 结果如下所示：

 可以发现右边的对比度明显得到了改善。

 方法二：我们也可以直接调用API实现提高对比度

1. 定义掩模：Mat kernel=(Mat_<char>(3,3))<<0,-1,0,-1,5,-1,0,-1,0;
2. filer2D(src,dst,src.depth(),kernel);其中src与dst是Mat类型变量，src.depth表示位图深度，有32，24，8等

我们可以在类中继续构造一个函数实现一下：

void MyApi::filter2DAPI(Mat& image)
{
	Mat dst;
	Mat kernel = (Mat_<char>(3, 3) << 0, -1, 0, -1, 5, -1, 0, -1, 0);
	filter2D(image, dst, image.depth(), kernel);
	namedWindow("contrast_improved_image", WINDOW_AUTOSIZE);
	imshow("contrast_improved_image", dst);
}