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计算机视觉|OpenCV的简单使用教程与基本函数（C++版本）

计算机视觉c++opencv


OpenCV的简单使用教程（C++）

    • OpenCV简介
    • OpenCV的使用基础
    • 打开、显示和保存图像
    • 图像存储变量 Mat类
    • 图像元素的存储
    • 读入图像文件
    • 创建Mat类
    • 复制Mat类
    • 图像元素的访问
    • OpenCV画图
    • 命令行交互界面
【计算机视觉|OpenCV的简单使用教程与基本函数（C++版本）】
OpenCV简介 OpenCV是一个开源发行的跨平台计算机视觉和机器学习软件库，提供了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。接下来，我简要介绍一些OpenCV基础且常用的函数（C++接口）。
OpenCV的使用基础 在这里，我就不讲OpenCV的配置问题了。在使用OpenCV接口时，记得在代码开头的预处理命令部分加入：
#include #include

为了方便和编写可读性高、简洁的代码，墙裂建议使用命名空间：
using namespace cv; // 省去函数前面加cv::的必要性

当然，也可以不使用命名空间，但是在使用时需自己写cv，例如：
cv::Mat img;

打开、显示和保存图像 打开图像：imread 显示图像：imshow 保存图像：imwrite 例如：
int main() { char imageName[] = "/test.jpg"; Mat M=imread(imageName,IMREAD_COLOR); // 读入图片 if(M.empty())// 判断文件是否正常打开 { fprintf(stderr, "Can not load image %s\n", imageName); waitKey(6000); // 等待6000 ms后窗口自动关闭 return -1; }imshow("image",M); // 显示图片 waitKey(); imwrite("pic.bmp",M); // 存为bmp格式图片 return 0; }

图像存储变量 Mat类 Mat类包括两个数据部分
（1）矩阵头：大小恒定，包括矩阵大小、存储方法、矩阵存储地址等信息
（2）矩阵指针：大小不定，指向包含了像素值的矩阵（可选择存储方法，采用任何维度存储数据）
// Mat的相关参数 int depth = M.depth(); //元素数据类型，枚举型，0为CV_8U int channels = M.channels(); //色彩通道数 int nRows = M.rows; //行数，图像高度 int nCols = M.cols; //列数，图像宽度 uchar * data = https://www.it610.com/article/M.data; //图像地址 int nDims = M.dims; //图像维度 int nElSize = M.elemSize(); //每个像素字节数 int nElSize1 = M.elemSize1(); //每个像素单通道的字节数 int type = M.type(); //元素数据类型及通道数，枚举型

Type：枚举类型
type的命名格式为CV_(位数)+(数据类型)+(通道数)
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图像元素的存储 1.单通道灰度图 （像素通常为< uchar >类型）
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2.RGB三通道彩色图 （像素通常为< Vec3b >类型）
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注意事项：①行号、列号都是从“0”开始；②RGB彩色图的通道顺序反过来了，在OpenCV中是BGR。
读入图像文件 读入图像使用imread函数，用法如下：
Mat M; //只构造了Mat类的矩阵头 M = imread(argv[1], IMREAD_COLOR); // 开辟矩阵空间，并将文件的内容写入函数声明 Mat imread(const string& filename, int flags); IMREAD_UNCHANGED-1 IMREAD_GRAYSCALE0 IMREAD_COLOR1 IMREAD_ANYDEPTH2 IMREAD_ANYCOLOR4 缺省值为1

创建Mat类 使用Mat函数可以创建图像矩阵，并可指定大小
// 利用成员函数 create() 创建图像矩阵 Mat M; M.create(4,4, CV_8UC2); //4行4列，开辟内存，但未指定像素的初值 cout << "M = "<< endl << " " << M << endl << endl; // 利用Mat类的构造函数创建图像矩阵 //2维图像—平面图像 Mat M(2,2, CV_8UC3, Scalar(0,0,255)); //2行2列，给定全体像素的值 cout << "M = " << endl << " " << M << endl << endl; system(" pause "); //用于让命令窗口停留显示//3维图像—立体图像 （构造3维矩阵时，需先定义一个数组，说明每个维度的尺寸） int sz[3] = {3,3,3}; //每个维度尺寸都是3 Mat M(3,sz,CV_8UC1,Scalar::all(0)); //高维无法直接用cout显示//构造指定内容的特殊矩阵 // 用类似matlab的特殊矩阵为第一个通道的矩阵赋值 Mat M = Mat::eye(4, 4, CV_64FC2); Mat M = Mat::ones(2, 2, CV_32F); Mat M = Mat::zeros(3,3, CV_8UC1); //指定每个像素 Mat M = (Mat_(3,3) << 0, -1, 0, -1, 5, -1, 0, -1, 0); Mat_ 对应 CV_64F；Mat_对应 CV_8U Mat_对应 CV_8S； Mat_对应 CV_32S Mat_对应 CV_32F； Mat_对应 CV_64F//利用随机数给矩阵赋值 Mat M = Mat(3, 2, CV_8UC3); cv::randu(M, Scalar::all(0), Scalar::all(255)); //上限255，下限0//利用外部数据指针赋值 Mat M(height, width, CV_8UC3, pixels); //char * pixels;

复制Mat类 当需要复制图像或者生成一张与原图像大小的新图像时，要用使用复制Mat类
//仅复制矩阵头，不复制数据 //共享全部数据 Mat B(A); // 将A的矩阵头复制给B C = A; // 将A的矩阵头复制给C//共享部分数据 Mat D(A, Rect(0,0,2,3)); //D为A中以(0,0)为左上角，宽2，高3的矩形部分 Mat E = A(Range::all(),Range(0,3)); //E包括A的每一行，及其中第0列到第2列//复制矩阵头，且复制一份新数据 //克隆 Mat F = A.clone(); //拷贝 Mat G; A.copyTo(G);

图像元素的访问 因为灰度图像和彩色图像的通道数不一样，所以两者的访问方式不一样，需要注意。下面我主要讲解彩色图像元素的访问（三通道），灰度图像的访问只需要单通道和用Mat.at< uchar >(j,i)访问即可。
访问方式有三种：data指针、Mat.at(i,j)和Mat.ptr行指针
//1. 使用data指针（unsigned char*）加偏移量 unsigned char* ptr=M.data; int height = M.rows; //number of rows int width = M.cols; //number of colums for (int i=0; i

//2. 用Mat.at(i,j)访问坐标(i,j)的图像元素 int height = M.rows; //number of rows int width = M.cols; //number of colums for (int i=0; i(i,j)[0] = M.at(i,j)[0]*i*j/(height*width); M.at(i,j)[1] = M.at(i,j)[1]*i*j/(height*width); M.at(i,j)[2] = M.at(i,j)[2]*i*j/(height*width); } }

int height = M.rows; //number of rows int width = M.cols; //number of colums Vec3b* p; for (int i=0; i(i); for (int j=0; j

OpenCV画图 使用OpenCV可以画出很多的基本图形，应有尽有，比如：画圆、画直线、插入文字等。
// 画圆 Point center = Point(255,255); //圆心 int r = 100; //半径 circle(M,center,r,Scalar(0,0,0)); //参数为：原图像、圆心、半径、颜色、粗细、线型 imshow(“显示图像",img); // 画椭圆弧线 Size s=Size(20,10); ellipse(M,center,s,0,10,180,Scalar(0,0,0)); //参数为：原图像、圆心、长短轴、径向夹角（水平面到长轴的夹角）、起始角度（长轴到起始边沿的夹角）、结束角度（长轴到结束点的夹角）、倾斜的矩形（可选项）、颜色、粗细、线性、偏移// 画线 Point a = Point(600,600); line(M,a,center,Scalar(255,0,0)); //参数为：原图像、起始点、结束点、颜色、粗细、线型// 画矩形 rectangle(M,a,center,Scalar(255,0,0)); //参数为：原图像、顶点、对角点、颜色、粗细、大小// 插入文字 string words= "good luck"; putText(M,words,Point(M.rows/2,M.cols/4),CV_FONT_HERSHEY_COMPLEX,1,Scalar(255,0,0)); //参数为：承载的图片，插入的文字，文字的位置（文本框左下角），字体，大小，颜色

命令行交互界面 OpenCV提供了相关函数，有助于编写交互程序
带输入参数的可执行命令 //主函数增加两个入口参数 int main(int argc,char*argv[]) // argv[0]为命令自身，其后依次为输入参数；argc为数组的元素个数 对于int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])//C++版本的main函数 需设值项目属性的general?character set?Use Multi-Byte Character Set//调用变量时 Mat img=imread(argv[1],IMREAD_ANYCOLOR); // 调试时 在Solution Explore中右键项目(或选中项目后点project菜单) Properties --> Configuration Properties -> Debugging 在Command Arguments中，输入入口参数(如C:\news.jpg)，参数间以空格隔开//命令窗口调用时 打开项目的debug目录（xxx.exe所在目录） 空白处“Shift+右键”，选择“在此处打开命令窗口” 输入项目名及参数，如 xxx C:\news.jpg执行过程中的命令行输入交互 // 加入命令行输入提示 cout<<"请选择操作 [1] xx; [2] xx\n"; // 读入选择 int x; cin>>x; // 根据选择，提示下一步输入，及执行相应操作 string imagename; if (x == 1) {cout<<"请输入图片文件名“<>imagename; Mat img=imread(imagename,IMREAD_COLOR); …. }

更多详细的OpenCV函数说明，请移步官方文档：
https://docs.opencv.org/3.4/d6/d00/tutorial_py_root.html

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