3图片的载入显示和输出

Posted 2021-01-05 long-w

一、关于opencv的命名空间

OpenCV中的C++类和函数都是定义在命名空间cv之内的，有两种方法可以访问。

　　（1）在代码开头的适当位置，加上usingnamespace cv;这句。

　　（2）在使用OpenCV类和函数时，都加入cv::命名空间。

一般都采用第二种。

【示例】

1     #include <opencv2/core/core.hpp>
2     #include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
3      
4     using namespace cv;

二、关于Mat类型

　　cv::Mat类是用于保存图像以及其他矩阵数据的数据结构。默认情况下，其尺寸为0，我们也可以指定初始尺寸,比如，比如定义一个Mat类对象，就要写 cv::Mat pic(320,640,cv::Scalar(100)); 

　　Mat类型作为OpenCV2新纪元的重要代表“人物”，它是对应于OpenCV1.0时代的IplImage的主要用来存放图像的数据结构。

1  Mat myMat= imread("dota.jpg");

　　表示从工程目录下把一幅名为dota.jpg的jpg类型的图像载入到Mat类型的myMat中。这里的imread函数这篇文章的下文就会详细剖析到。

三、图像的载入和显示

　　在新版本的OpenCV2中，最简单的图像载入和显示只需要3句代码，非常便捷。这三句代码分别对应了三个函数，他们分别是：

imread( ), namedWindow( )以及imshow( )。

1.imread函数

函数原型如下：

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

第一个参数，const string&类型的filename，填我们需要载入的图片路径名，支持的图片类型有：

1     位图 - *.bmp, 
2     JPEG文件 - *.jpeg, *.jpg, *.jpe
3     JPEG 2000文件- *.jp2
4     PNG图片 - *.png
5     便携文件格式- *.pbm, *.pgm, *.ppm
6     TIFF 文件 - *.tiff, *.tif

　　第二个参数，int类型的flags，为载入标识，它指定一个加载图像的颜色类型。可以看到它自带缺省值1.所以有时候这个参数在调用时我们可以忽略，在看了下面的讲解之后，我们就会发现，如果在调用时忽略这个参数，就表示载入三通道的彩色图像。

　　可以在OpenCV中标识图像格式的枚举体中取值。通过转到定义，我们可以在higui_c.h中发现这个枚举的定义是这样的：

 1 enum
 2 {
 3 /* 8bit, color or not */
 4    CV_LOAD_IMAGE_UNCHANGED  =-1,
 5 /* 8bit, gray */
 6    CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE  =0,
 7 /* ?, color */
 8    CV_LOAD_IMAGE_COLOR      =1,
 9 /* any depth, ? */
10    CV_LOAD_IMAGE_ANYDEPTH   =2,
11 /* ?, any color */
12    CV_LOAD_IMAGE_ANYCOLOR   =4
13 };

相应的解释：

1     CV_LOAD_IMAGE_UNCHANGED，这个标识在新版本中被废置了，忽略。
2     CV_LOAD_IMAGE_ANYDEPTH- 如果取这个标识的话，若载入的图像的深度为16位或者32位，就返回对应深度的图像，否则，就转换为8位图像再返回。
3     CV_LOAD_IMAGE_COLOR- 如果取这个标识的话，总是转换图像到彩色一体
4     CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE- 如果取这个标识的话，始终将图像转换成灰度1

　　如果输入有冲突的标志，将采用较小的数字值。比如CV_LOAD_IMAGE_COLOR | CV_LOAD_IMAGE_ANYCOLOR 将载入3通道图。

　　如果想要载入最真实的图像，选择CV_LOAD_IMAGE_ANYDEPTH | CV_LOAD_IMAGE_ANYCOLOR。

因为flags是int型的变量，如果我们不在这个枚举体中取值的话，还可以这样来：

• 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通道的加载的图像。

需要注意的点：输出的图像默认情况下是不载入Alpha通道进来的。如果我们需要载入Alpha通道的话呢，这里就需要取负值。

【示例】

1 Mat image0=imread("dota.jpg",CV_LOAD_IMAGE_ANYDEPTH | CV_LOAD_IMAGE_ANYCOLOR);//载入最真实的图像
2 Mat image1=imread("dota.jpg",0);//载入灰度图
3 Mat image2=imread("dota.jpg",199);//载入3通道的彩色图像
4 Mat logo=imread("dota_logo.jpg");//载入3通道的彩色图像

2.namedWindow函数

顾名思义，namedWindow函数，用于创建一个窗口。函数原型是这样的：

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

 

 第一个参数，const string&型的name，即填被用作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，可以填如下的值：

1 WINDOW_NORMAL设置了这个值，用户便可以改变窗口的大小（没有限制）
2 WINDOW_AUTOSIZE如果设置了这个值，窗口大小会自动调整以适应所显示的图像，并且不能手动改变窗口大小。
3 WINDOW_OPENGL 如果设置了这个值的话，窗口创建的时候便会支持OpenGL。

函数剖析：

　　首先需要注意的是，它有默认值WINDOW_AUTOSIZE，所以，一般情况下，这个函数我们填一个变量就行了。

　　namedWindow函数的作用是，通过指定的名字，创建一个可以作为图像和进度条的容器窗口。如果具有相同名称的窗口已经存在，则函数不做任何事情。

　　我们可以调用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。但话是这样说，其实对于代码量不大的简单小程序来说，我们完全没有必要手动调用上述的destroyWindow()或者destroyAllWindows()函数，因为在退出时，所有的资源和应用程序的窗口会被操作系统会自动关闭。

3.imshow函数

在指定的窗口中显示一幅图像。

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，填需要显示的图像。

 

 

这里的InputArray 我们讲一下吧，不然一直是个梗在这边。

我们可以在Highgui.hpp中查到imshow的原型：

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

在core.hpp中查到一个typedef声明：

 

1 typedef const _InputArray& InputArray;

 

这其实一个类型声明引用，就是说_InputArray和InputArray是一个意思，在core.hpp可以发现了InputArray的真身：

 

 

 1 class CV_EXPORTS _InputArray
 2 {
 3 public:
 4    enum {
 5        KIND_SHIFT = 16,
 6        FIXED_TYPE = 0x8000 << KIND_SHIFT,
 7        FIXED_SIZE = 0x4000 << KIND_SHIFT,
 8        KIND_MASK = ~(FIXED_TYPE|FIXED_SIZE) - (1 << KIND_SHIFT) + 1,
 9  
10        NONE              = 0 <<KIND_SHIFT,
11        MAT               = 1 <<KIND_SHIFT,
12        MATX              = 2 <<KIND_SHIFT,
13        STD_VECTOR        = 3 <<KIND_SHIFT,
14        STD_VECTOR_VECTOR = 4 << KIND_SHIFT,
15        STD_VECTOR_MAT    = 5 <<KIND_SHIFT,
16        EXPR              = 6 <<KIND_SHIFT,
17        OPENGL_BUFFER     = 7 <<KIND_SHIFT,
18        OPENGL_TEXTURE    = 8 <<KIND_SHIFT,
19        GPU_MAT           = 9 <<KIND_SHIFT,
20        OCL_MAT           =10 <<KIND_SHIFT
21    };
22    _InputArray();
23  
24    _InputArray(const Mat& m);
25    _InputArray(const MatExpr& expr);
26    template<typename _Tp> _InputArray(const _Tp* vec, int n);
27    template<typename _Tp> _InputArray(const vector<_Tp>&vec);
28    template<typename _Tp> _InputArray(constvector<vector<_Tp> >& vec);
29    _InputArray(const vector<Mat>& vec);
30    template<typename _Tp> _InputArray(const vector<Mat_<_Tp>>& vec);
31    template<typename _Tp> _InputArray(const Mat_<_Tp>& m);
32    template<typename _Tp, int m, int n> _InputArray(constMatx<_Tp, m, n>& matx);
33    _InputArray(const Scalar& s);
34    _InputArray(const double& val);
35    // < Deprecated
36    _InputArray(const GlBuffer& buf);
37    _InputArray(const GlTexture& tex);
38    // >
39    _InputArray(const gpu::GpuMat& d_mat);
40    _InputArray(const ogl::Buffer& buf);
41    _InputArray(const ogl::Texture2D& tex);
42  
43    virtual Mat getMat(int i=-1) const;
44    virtual void getMatVector(vector<Mat>& mv) const;
45    // < Deprecated
46    virtual GlBuffer getGlBuffer() const;
47    virtual GlTexture getGlTexture() const;
48    // >
49    virtual gpu::GpuMat getGpuMat() const;
50    /*virtual*/ ogl::Buffer getOGlBuffer() const;
51    /*virtual*/ ogl::Texture2D getOGlTexture2D() const;
52  
53    virtual int kind() const;
54    virtual Size size(int i=-1) const;
55    virtual size_t total(int i=-1) const;
56    virtual int type(int i=-1) const;
57    virtual int depth(int i=-1) const;
58    virtual int channels(int i=-1) const;
59    virtual bool empty() const;
60  
61 #ifdefOPENCV_CAN_BREAK_BINARY_COMPATIBILITY
62    virtual ~_InputArray();
63 #endif
64  
65    int flags;
66    void* obj;
67    Size sz;
68 };

 

　　可以看到，_InputArray类的里面首先定义了一个枚举，然后是各类的模板类型和一些方法。更复杂的我们暂且不挖深讲了，很多时候，遇到函数原型中的InputArray类型，我们把它简单地当做Mat类型就行了。

 

 

imshow 函数详解：

 

imshow 函数用于在指定的窗口中显示图像。如果窗口是用CV_WINDOW_AUTOSIZE（默认值）标志创建的，那么显示图像原始大小。否则，将图像进行缩放以适合窗口。而imshow 函数缩放图像，取决于图像的深度：

 

 

 

1     如果载入的图像是8位无符号类型（8-bit unsigned），就显示图像本来的样子。
2     如果图像是16位无符号类型（16-bit unsigned）或32位整型（32-bit integer），便用像素值除以256。也就是说，值的范围是[0,255 x 256]映射到[0,255]。
3     如果图像是32位浮点型（32-bit floating-point），像素值便要乘以255。也就是说，该值的范围是[0,1]映射到[0,255]。

 

　　还有一点，若窗口创建（namedWindow函数）的时候，如果设定了支持OpenGL（WINDOW_OPENGL ），那么imshow还支持ogl::Buffer ,ogl::Texture2D以及gpu::GpuMat作为输入。

4、输出图像到文件——imwrite函数

 在OpenCV中，输出图像到文件，我们一般都用imwrite函数，它的声明如下：

1 bool imwrite(const string& filename,InputArray img, const vector<int>& params=vector<int>() );

 ■ 第一个参数，const string&类型的filename，填需要写入的文件名就行了，带上后缀，比如，“123.jpg”这样。

 ■ 第二个参数，InputArray类型的img，一般填一个Mat类型的图像数据就行了。

 ■ 第三个参数，const vector<int>&类型的params，表示为特定格式保存的参数编码，它有默认值vector<int>()，所以一般情况下不需要填写。而如果要填写的话，有下面这些需要了解的地方：

1 对于JPEG格式的图片，这个参数表示从0到100的图片质量（CV_IMWRITE_JPEG_QUALITY），默认值是95.
2 对于PNG格式的图片，这个参数表示压缩级别（CV_IMWRITE_PNG_COMPRESSION）从0到9。较高的值意味着更小的尺寸和更长的压缩时间，而默认值是3。
3 对于PPM，PGM，或PBM格式的图片，这个参数表示一个二进制格式标志（CV_IMWRITE_PXM_BINARY），取值为0或1，而默认值是1。

函数解析：

　　imwrite函数用于将图像保存到指定的文件。图像格式是基于文件扩展名的，可保存的扩展名和imread中可以读取的图像扩展名一样。

 下面是一个图片载入、显示和输出的示例：

//图像载入、显示和输出
#include<opencv2/opencv.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>

using namespace cv;//OpenCV中的C++类和函数都是定义在命名空间cv之内的

int main()
{
    Mat srcImage = imread("poster_flower_2.jpg");
    namedWindow("风景");
    imshow("风景", srcImage);
　　 imwrite("hello.jpg", srcImage);
    waitKey(0);  //等待任何按键触发
    return 0;
}