Opencv(一)图像操作及Mat对象

最新推荐文章于 2024-07-08 09:40:26 发布

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分类专栏： opencv 文章标签： opencv c++ 图像处理

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加载图像（用cv::imread）

imread功能是加载图像文件成为一个Mat对象，其中第一个参数表示图像文件名称
第二个参数，表示加载的图像是什么类型，支持常见的三个参数值
IMREAD_UNCHANGED (<0) 表示加载原图，不做任何改变
IMREAD_GRAYSCALE ( 0)表示把原图作为灰度图像加载进来
IMREAD_COLOR (>0) 表示把原图作为RGB图像加载进来
注意：OpenCV支持JPG、PNG、TIFF等常见格式图像文件加载

显示图像 (cv::namedWindos 与cv::imshow)

namedWindos功能是创建一个OpenCV窗口，它是由OpenCV自动创建与释放，你无需取销毁它。

常见用法namedWindow(“Window Title”, WINDOW_AUTOSIZE)

WINDOW_AUTOSIZE会自动根据图像大小，显示窗口大小，不能人为改变窗口大小

WINDOW_NORMAL,跟QT集成的时候会使用，允许修改窗口大小。

imshow根据窗口名称显示图像到指定的窗口上去，第一个参数是窗口名称，第二参数是Mat对象

修改图像 (cv::cvtColor)

cvtColor的功能是把图像从一个彩色空间转换到另外一个色彩空间，有三个参数，第一个参数表示源图像、第二参数表示色彩空间转换之后的图像、第三个参数表示源和目标色彩空间如：COLOR_BGR2HLS 、COLOR_BGR2GRAY 等
cvtColor( image, gray_image, COLOR_BGR2GRAY );

保存图像(cv::imwrite)

保存图像文件到指定目录路径
只有8位、16位的PNG、JPG、Tiff文件格式而且是单通道或者三通道的BGR的图像才可以通过这种方式保存
保存PNG格式的时候可以保存透明通道的图片
可以指定压缩参数

获取图像像素指针

CV_Assert(myImage.depth() == CV_8U);
Mat.ptr(int i=0) 获取像素矩阵的指针，索引i表示第几行，从0开始计行数。
获得当前行指针const uchar* current= myImage.ptr(row );
获取当前像素点P(row, col)的像素值 p(row, col) =current[col]
像素范围处理saturate_cast：
saturate_cast（-100），返回 0。
saturate_cast（288），返回255
saturate_cast（100），返回100
这个函数的功能是确保RGB值得范围在0~255之间

#include<opencv2\opencv.hpp>
#include<highgui.h>
using namespace cv;
int main(int argc, char** argv)
{
	// read image
	Mat image = imread("test.jpg");

	// 对图像进行所有像素用 （255- 像素值）
	Mat invertImage;
	image.copyTo(invertImage);

	// 获取图像宽、高
	int channels = image.channels();
	int rows = image.rows;//hang
	int cols = image.cols * channels;//lie
	if (image.isContinuous()) //判断这幅图像是否对行进行了填补
	{
		cols *= rows;         
		rows = 1;
	}

	// 每个像素点的每个通道255取反
	uchar* p1;
	uchar* p2;
	for (int row = 0; row < rows; row++) {
		p1 = image.ptr<uchar>(row);// 获取像素指针 Mat.ptr<uchar>(int i=0) 获取像素矩阵的指针，索引i表示第几行，从0开始计行数。
		p2 = invertImage.ptr<uchar>(row);//mat格式下的像素指针
		for (int col = 0; col < cols; col++) {
			*p2 = 255 - *p1; // 取反
			p2++;
			p1++;
		}
	}

	// create windows
	namedWindow("My Test", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	namedWindow("My Invert Image", CV_WINDOW_AUTOSIZE);

	// display image,图片显示到窗口中
	imshow("My Test", image);
	imshow("My Invert Image", invertImage);

	// 关闭
	waitKey(0);
	destroyWindow("My Test");
	destroyWindow("My Invert Image");
	return 0;
}

掩膜操作

实现图像对比度调整-红色是中心像素，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

在这里插入图片描述

函数调用filter2D功能实现掩膜：

定义掩膜：Mat kernel = (Mat_(3,3) << 0, -1, 0, -1, 5, -1, 0, -1, 0);
filter2D( 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。

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
#include <math.h>

using namespace cv;

int main(int argc, char** argv) {
	Mat src, dst;
	src = imread("D:/vcprojects/images/test.png");
	if (!src.data) {
		printf("could not load image...\n");
		return -1;
	}
	namedWindow("input image", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	imshow("input image", src);
	
	/*
	int cols = (src.cols-1) * src.channels();
	int offsetx = src.channels();
	int rows = src.rows;

	dst = Mat::zeros(src.size(), src.type());
	for (int row = 1; row < (rows - 1); row++) {
		const uchar* previous = src.ptr<uchar>(row - 1);
		const uchar* current = src.ptr<uchar>(row);
		const uchar* next = src.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]));
		}
	}
	*/
	double t = getTickCount();
	Mat kernel = (Mat_<char>(3, 3) << 0, -1, 0, -1, 5, -1, 0, -1, 0);
	filter2D(src, dst, src.depth(), kernel);
	double timeconsume = (getTickCount() - t) / getTickFrequency();
	printf("tim consume %.2f\n", timeconsume);

	namedWindow("contrast image demo", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	imshow("contrast image demo", dst);

	waitKey(0);
	return 0;
}

Mat对象

在这里插入图片描述

Mat对象与IplImage对象

Mat对象OpenCV2.0之后引进的图像数据结构、自动分配内存、不存在内存泄漏的问题，是面向对象的数据结构。分了两个部分，头部与数据部分
IplImage是从2001年OpenCV发布之后就一直存在，是C语言风格的数据结构，需要开发者自己分配与管理内存，对大的程序使用它容易导致内存泄漏问题

Mat对象构造函数与常用方法

在这里插入图片描述常用方法：

void copyTo(Mat mat)
void convertTo(Mat dst, int type)
Mat clone()
int channels()
int depth()
bool empty();
uchar* ptr(i=0)

Mat对象使用

部分复制：一般情况下只会复制Mat对象的头和指针部分，不会复制数据部分Mat A= imread(imgFilePath);
Mat B(A) // 只复制头部分
完全复制：如果想把Mat对象的头部和数据部分一起复制，可以通过如下两个API实现：Mat F = A.clone(); 或 Mat G; A.copyTo(G);

Mat对象创建

cv::Mat::Mat构造函数
Mat M(2,2,CV_8UC3, Scalar(0,0,255))
其中前两个参数分别表示行(row)跟列(column)、第三个CV_8UC3中的8表示每个通道占8位、U表示无符号、C表示Char类型、3表示通道数目是3，第四个参数是向量表示初始化每个像素值是多少，向量长度对应通道数目一致。

在这里插入图片描述创建多维数组cv::Mat::create
cv::Mat::create实现
Mat M;
M.create(4, 3, CV_8UC2);
M = Scalar(127,127);
cout << “M = " << endl << " " << M << endl << endl;
uchar* firstRow = M.ptr(0);
printf(”%d", *firstRow);

读写像素

1.读一个GRAY像素点的像素值（CV_8UC1）
Scalar intensity = img.at(y, x);
或者 Scalar intensity = img.at(Point(x, y));
2.读一个RGB像素点的像素值
Vec3f intensity = img.at(y, x);
float blue = intensity.val[0];
float green = intensity.val[1];
float red = intensity.val[2];