【OpenCV教程】第二章 读取、显示、保存以及修改图片

#【OpenCV教程】第二章 读取、显示、保存、修改图片

从昨日至今，从开始对OpenCV的懵懂到现在渐入佳境，带来部门的书籍也从之前的《人工智能-一种现代的方法变成OpenCV系列书籍，还花了不少银子从京东购入大量关于OpenCV的系列书籍！希望自己能取得更大进步，以此勉励自己，在看不到未来的道路上，依旧努力奔跑，不能停步。

OpenCV用C++编写，它的主要接口是C++，但是依然保留了大量C的接口。该库还有大量Python、Java、Matlab的接口，现如今也提供对C#、Ruby、Go的技术接口。

本文主要思路

本文主要讲述如何利用OpenCV读取、显示、保存以及修改图片

• 利用OpenCV读取显示图片
• 利用OpecCV保存图片
• 利用OpenCV修改图片

OpenCV程序的基本流程图

以下是我这两天使用OpenCV总结的一个基本流程图

基本标准的C++代码框架如下：

#include <iostream>

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui.hpp>

using namespace cv;
using namespace std;

int main(int argc, char** argv)
{
	/******************************
	 * OpenCV读取Image的两种方式
	 * 1. 通过imread读取
	 * 2. 通过cvLoadImage读取
	 * 下面例举了两种方式的具体方法，选取其中一个即可
	 * 建议使用imread读取
	******************************/
	Mat image = imread(argv[1], 1);
	Mat image = cvLoadImage(argv[1]);

	// TODO: 对图像的具体操作

	/******************************
	 * OpenCV中等待中断的方式有两种
	 * 1. cvWaitKey(0)
	 * 2. waitKey(0)
	 * 二者的区别是，有cv的是C语言的操作方式，当使用waitKey(0)时需要在代码前使用命名空间，using namespace cv
	******************************/
	cvWaitKey(0);
	waitKey(0);

	// 释放内存，破坏展示窗口
	cvReleaseImage(image);
	cvDestroyAllWindows();
	
	return 0;
}

利用OpenCV读取显示图片

创建工程文件夹，小智学长使用的Mac操作系统，和第一章演示的一样，使用的是CMake，当然可以使用使用Mac下的XCode，或者Window下面的VS，根据自己实际使用的情况，输入以下代码，进行编译，执行即可。

> cd ~/Code/OpenCV  # 这是小智学长Mac上存放OpenCV代码的地方
> mkdir ReadAndShow #创建工程文件夹ReadAndShow
> cd ReadAndShow #创建ReadAndShow文件夹
> touch ReadAndShow.cpp
> vim ReadAndShow.cpp
#输入以下C++代码

#include <iostream>

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui.hpp>

using namespace cv;
using namespace std;

int main(int argc, char** argv)
{
	// 为方便操作，我们从命令行读取图片名称
	if(argc != 2) {
		cout << "Usage: ./ProjectName ImageName" << endl;
		return -1;
	}

	Mat image = imread(argv[1], CV_LOAD_IMAGE_COLOR);

	// 判断图片是否为空图片
	if(!image.data) {
		cout << "Could not open or find the image" << endl;
		return -1;
	}

	// 创新一个窗口用于展示图片
	namedWindow("Display image window", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	imshow("Display image window", image);

	waitKey(0);

	return 0;
}

在ReadAndShow文件夹下创建CMakeLists.txt文件

> cd ReadAndShow
> touch CMakeLists.txt
> vim CMakeLists.txt
# 输入下面文件

project( ReadAndShow )
find_package( OpenCV REQUIRED )
add_executable( ReadAndShow ReadAndShow )
target_link_libraries( ReadAndShow ${OpenCV_LIBS} )

执行如下命令

> cmake .
> make
> ./ReadAndShow WechatIMG78.jpeg

可以得到如下结果：

![执行结果]
(https://img-blog.csdn.net/20180816142856349?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTIyNjY2MzQ=/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70#pic_center=100x100)

重点函数解析

关于Mat

在2001年，OpenCV刚刚出来的时候，OpenCV是基于C语言开发的，为了在内存中存储照片，采用名为IplImage的C语言结果题，其中《学习OpenCV中文版》（清华大学出版社）中采用的就是IplImage的方式，所有大家以后买参考资料的时候可以暂时跳过这本书。采用C语言开发，在享受其便捷的同时，必须接受其不足，其中最大的问题就是内存管理，需要程序自己手动管理内存，在小程序和自己的demo中这点不是问题，但是在大型项目中，我们不能不重视这个问题。

在OpenCV2.0中，基于C++进行开发，引入类的概念，同时带来了另外一项便利，那就是自动内存管理。有点类似Python的内存管理，主要通过引用计数机制来实现，简而言之，就是有人引用Mat时，引用计数机制就加一，反之，就减一，当引用计数机制为零时，就会释放内存。

Mat主要由两部分组成：一个是矩阵头(包括矩阵的尺寸、存储方法和存储地址等信息)，另外一个是指向存储所有像素值存储矩阵的指针。不妨站在设计者的角度思考？Mat类为什么要这样存储？众所周知，图像的操作中，开销最大的是矩阵的复制，而非矩阵头，局枕头的存储空间是固定而且相对矩阵而言是非常小的，因此为了避免不必要的开销，在运算的过程中，我们一般传递矩阵头。因此在复制操作中，我们往往也是复制矩阵头，当我们真正想要复制矩阵时，OpenCV为我们提供了两个函数clone()和copyTo()。

Mat的具体操作如下：

// 此处只创建矩阵头(有些书籍上叫做信息头，二者通用)
Mat imageFirst, imageSecond; 
// 读取照片，并未矩阵开辟具体的存储空间，将存储地址写入矩阵头中
imageFirst = imread(argv[1], CV_LOAD_IMAGE_COLOR); 

// 使用拷贝构造函数,只拷贝矩阵头和矩阵指针
Mat imageThird(imageFirst);   
imageSecond = imageFrist;

// 真正拷贝矩阵的方式
Mat imageClone = imageFirst.clone();
Mat imageCopy;
imageFirst.copyTo(imageCopy);

// 我一直在寻找一种方式，希望写代码有写诗的感觉，相比有些博客动不动用A、B命名，我更像有一个更美妙的变量名。

TODO: 草稿，需要修改

imread() 函数

可以子啊OpenCV官方文档中查看到imread函数的原型：
Mat imread(const string& filename, int flags=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。
• 第二个参数，int类型的flags，为载入标识，它制定一个加载图像的颜色类型。可以看到它自带默认值1，所有有时候这个参数在调用时可以忽略。如果忽略，标识载入三通道的彩色图像。如果输入有冲突鄂标志，采用较小的数字值。另外如果以彩色模式载入图像，解码后的图像将以BGR的通道顺序进行存储，即蓝、绿、红的顺序，而不是通常的RGB的顺序。

imshow函数

imshow()函数用于在指定的窗口中显示一副图像，函数的原型如下：
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

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 标志创建的，那么显示图像的原始大小。否则，将图像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，具体如下：

• 如果载入的图像是8位无符号类型，就显示图像本来的样子
• 如果图像是16位无符号类型或32位整型，便用像素值除以256。也就是说，值得范围是[0, 255*256]映射到[0, 255].
• 如果图像是32位浮点型，像素值便要乘以255.也就是说，该值得范围是[0,1]映射到[0,255]。

namedWindow()函数

namedWindow函数用于创建一个窗口。若是简单地进行图片显示，可以略去namedWindow函数的调用，即先调用imread读入图片，然后用imshow函数指定出窗口名进行显示即可。
namedWindow函数的原型如下：
void namedWindow(const string& winname, int flags=WINDOW_AUTOSIZE)

• 第一个参数，const string&型的name,填写被用作窗口标识符的窗口名称
• 第二个参数，int类型的flags，窗口的标识，可以填写如下几种值

1. WINDOW_NORMAL,设置这个值，用户可以改变窗口的大小（没有限制）。OpenCV2中还可以写成CV_WINDOW_NORMAL
2. WINDOW_AUTOSIZE,设置这个值，窗口的大小会自动调整以适应现实的图像，并且用户不能手动改变窗口大小，OpenCV2中它还可以写成CV_WINDOW_AUTOSIZE。
3. WINDOW_OPENGL，设置这个值，窗口创建的时候会支持OpenGL。OpenCV2中它还可以写成CV_WINDOW_OPENGL。

在通常情况下，namedWindow函数的默认值是WINDOW_AUTOSIZE，同时可以调用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。

输出图像到文件：imwrite()函数

在OpenCV中，输出图像到文件一般采用imwrite函数，它的声明如下：
bool imwrite(const string& filename, InputArray img, const vector& params=vector())

• 第一个参数，const string&类型的filename，填需要写入的文件名，注意要带上后缀。
• 第二个参数，InputArray类型的img,一般填一个Mat类型的图像数据
• 第三个参数，const vector&类型的params，表示为特定格式保存的参数编码，它的默认值为vector()

滑动条的创建和使用

滑动条（Trackbar）是OpenCV动态调节参数特别好用的一种工具，它依附于窗口而存在。
由于OpenCV中并没有实现按钮的功能，所有很多时候，我们还可以用仅含0-1的滑动条来实现按钮的按下，弹起效果。下面是createTrackbar的函数原型：
int createTrackbar(const string& trackbarname, const string& winname, int* value, int count, TrackbarCallback onChange=0, void* userdata=0)

最后

以上就是受伤小土豆为你收集整理的【OpenCV教程】第二章 读取、显示、保存以及修改图片的全部内容，希望文章能够帮你解决【OpenCV教程】第二章 读取、显示、保存以及修改图片所遇到的程序开发问题。

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