[OpenCV实战]28 基于OpenCV的GUI库cvui

壮心未与年俱老，死去犹能作鬼雄。这篇文章主要讲述[OpenCV实战]28 基于OpenCV的GUI库cvui相关的知识，希望能为你提供帮助。
有很多很棒的GUI库，例如Qt和imgui，可以与OpenCV一起使用，允许您在运行时调整参数。但是，在某些情况下，您可能没有（或不希望）此类库的依赖关系，例如，您没有使用Qt支持编译OpenCV，或者您无法使用OpenGL。在这种情况下，您只需要一种快速，轻松的方式来创建GUI来调整算法。
【[OpenCV实战]28 基于OpenCV的GUI库cvui】这就是cvui的目的。它是一个基于OpenCV绘图基元构建的跨平台GUI库，仅需使用头文件就可以搭建。除了OpenCV本身（您可能已经在使用）之外，它没有依赖关系。Cvui在C++下通过.h文件实现全部功能，在python下直接提供.py文件。本文仅仅讲述cvui在C++下的构建，python通常用的少。
cvui遵循一行代码就可以在屏幕上产生一个UI组件的规则。cvui具有友好的C类API，没有类/对象和多个组件，例如，跟踪栏，按钮，文字等等。cvui界面如下所示，

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cvui相关使用见：
工程文件及下载见：
1 cvui的使用 1.1 如何在您的应用程序中添加cvui为了使用cvui，你只需要把cvui.h文件放到工程目录下，包含头文件就行了。但是对于比较新的版本，本文用的是cvui2.7版本则需要在cvui.h前加入#define CVUI_IMPLEMENTATION，具体如下所示：

#include & lt; opencv2/opencv.hpp& gt; #define CVUI_IMPLEMENTATION #include "cvui.h"

1.2 基本的“hello world”应用程序让我们通过创建一个带有一些UI交互功能的简单hello-world应用程序来了解cvui的功能。该应用程序包含一个按钮和一个可视界面，可视界面显示该按钮被单击的次数。代码如下：

#include & lt; opencv2/opencv.hpp& gt; #define CVUI_IMPLEMENTATION #include "cvui.h"#define WINDOW_NAME "CVUI Hello World!"int main(void)cv::Mat frame = cv::Mat(200, 500, CV_8UC3); int count = 0; // Init a OpenCV window and tell cvui to use it. cv::namedWindow(WINDOW_NAME); cvui::init(WINDOW_NAME); while (true) // Fill the frame with a nice color frame = cv::Scalar(49, 52, 49); // Show a button at position (110, 80) if (cvui::button(frame, 110, 80, "Hello, world!")) // The button was clicked, so lets increment our counter. count++; // Show how many times the button has been clicked. // Text at position (250, 90), sized 0.4, in red. cvui::printf(frame, 250, 90, 0.4, 0xff0000, "Button click count: %d", count); // Update cvui internal stuff cvui::update(); // Show everything on the screen cv::imshow(WINDOW_NAME, frame); // Check if ESC key was pressed if (cv::waitKey(20) == 27) break; return 0;

上面代码的结果如下：

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确保cvui与您的项目正常工作：
cvui::init()在创建任何组件之前调用初始化函数。
cvui::update() 在创建所有组件后调用一次。
关于上面代码中使用的组件，每次单击按钮时cvui::button() 函数都会返回true，因此您可以方便地在if语句中使用它。该cvui::printf()功能与标准C功能的工作方式类似printf()，%d and %s.分别表示文字和数字。您还可以使用十六进制值选择文本的颜色0xRRGGBB，例如0xFF0000（红色），0x00FF00（绿色）和0x0000FF（蓝色）。具体看代码就知道了。
2 更高级的应用现在让我们构建一些更复杂的东西，但就像以前一样容易。该应用程序将Canny Edge算法应用于图像，允许用户启用/禁用该技术并调整其阈值。Canny边缘算法详细见：

基础

我们首先创建一个没有UI元素的应用程序。Canny Edge算法的使用由布尔变量（use_canny）定义，而算法阈值由两个整数（low_threshold和high_threshold）定义。使用这种方法，我们必须在每次要启用/禁用canny或调整low_threshold和high_threshold时重新编译代码。
该部分代码如下：

#include & lt; opencv2/opencv.hpp& gt; #define CVUI_IMPLEMENTATION #include "cvui.h"#define WINDOW_NAME "CVUI Canny Edge"int main(int argc, const char *argv[])cv::Mat lena = cv::imread("lena.jpg"); cv::Mat frame = lena.clone(); int low_threshold = 50, high_threshold = 150; bool use_canny = false; cv::namedWindow(WINDOW_NAME); while (true) // Should we apply Canny edge? if (use_canny) // Yes, we should apply it. cv::cvtColor(lena, frame, CV_BGR2GRAY); cv::Canny(frame, frame, low_threshold, high_threshold, 3); else // No, so just copy the original image to the displaying frame. lena.copyTo(frame); // Show everything on the screen cv::imshow(WINDOW_NAME, frame); // Check if ESC was pressed if (cv::waitKey(30) == 27) break; return 0;

结果在应用程序显示原始图像（use_canny设置为false）或显示检测到的边缘图像（use_canny设置true）。结果如下：

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(2)动态启用/禁用边缘检测
让我们通过使用cvui并添加一个复选框来控制值use_canny。使用该方法，用户可以在应用程序仍在运行时启用/禁用Canny Edge。我们添加所需的cvui代码并使用该cvui::checkbox函数：
仅仅这个小修改就可以节省测试应用程序的时间，而无需重新编译所有内容。代码如下：

#include & lt; opencv2/opencv.hpp& gt; #define CVUI_IMPLEMENTATION #include "cvui.h"#define WINDOW_NAME "CVUI Canny Edge"int main(void)cv::Mat lena = cv::imread("lena.jpg"); cv::Mat frame = lena.clone(); int low_threshold = 50, high_threshold = 150; bool use_canny = false; // Init a OpenCV window and tell cvui to use it. cv::namedWindow(WINDOW_NAME); cvui::init(WINDOW_NAME); while (true) // Should we apply Canny edge? if (use_canny) // Yes, we should apply it. cv::cvtColor(lena, frame, CV_BGR2GRAY); cv::Canny(frame, frame, low_threshold, high_threshold, 3); else // No, so just copy the original image to the displaying frame. lena.copyTo(frame); // Checkbox to enable/disable the use of Canny edge cvui::checkbox(frame, 15, 80, "Use Canny Edge", & amp; use_canny); // Update cvui internal stuff cvui::update(); // Show everything on the screen cv::imshow(WINDOW_NAME, frame); // Check if ESC was pressed if (cv::waitKey(30) == 27) break; return 0;

结果如下：

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复选框及其标签显示效果取决于所使用的图像，某些背景下复选框可能无法显示。我们可以通过创建一个cvui::window() 用来容纳复选框的窗口来防止这个问题。代码如下：

#include & lt; opencv2/opencv.hpp& gt; #define CVUI_IMPLEMENTATION #include "cvui.h"#define WINDOW_NAME "CVUI Canny Edge"int main(void)cv::Mat lena = cv::imread("lena.jpg"); cv::Mat frame = lena.clone(); int low_threshold = 50, high_threshold = 150; bool use_canny = false; // Init a OpenCV window and tell cvui to use it. cv::namedWindow(WINDOW_NAME); cvui::init(WINDOW_NAME); while (true) // Should we apply Canny edge? if (use_canny) // Yes, we should apply it. cv::cvtColor(lena, frame, CV_BGR2GRAY); cv::Canny(frame, frame, low_threshold, high_threshold, 3); else // No, so just copy the original image to the displaying frame. lena.copyTo(frame); // Render the settings window to house the UI cvui::window(frame, 10, 50, 180, 180, "Settings"); // Checkbox to enable/disable the use of Canny edge cvui::checkbox(frame, 15, 80, "Use Canny Edge", & amp; use_canny); // Update cvui internal stuff cvui::update(); // Show everything on the screen cv::imshow(WINDOW_NAME, frame); // Check if ESC was pressed if (cv::waitKey(30) == 27) break; return 0;

结果如下：

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调整阈值

是时候允许用户在运行时选择low_threashold和high_threashold的值。由于这些参数可以在一个间隔内变化，我们可以cvui::trackbar()用来创建一个滑动窗口栏。代码如下：

#include & lt; opencv2/opencv.hpp& gt; #define CVUI_IMPLEMENTATION #include "cvui.h"#define WINDOW_NAME "CVUI Canny Edge"int main(void)cv::Mat lena = cv::imread("lena.jpg"); cv::Mat frame = lena.clone(); int low_threshold = 50, high_threshold = 150; bool use_canny = false; // Init a OpenCV window and tell cvui to use it. cv::namedWindow(WINDOW_NAME); cvui::init(WINDOW_NAME); while (true) // Should we apply Canny edge? if (use_canny) // Yes, we should apply it. cv::cvtColor(lena, frame, CV_BGR2GRAY); cv::Canny(frame, frame, low_threshold, high_threshold, 3); else // No, so just copy the original image to the displaying frame. lena.copyTo(frame); // Render the settings window to house the UI cvui::window(frame, 10, 50, 180, 180, "Settings"); // Checkbox to enable/disable the use of Canny edge cvui::checkbox(frame, 15, 80, "Use Canny Edge", & amp; use_canny); // Two trackbars to control the low and high threshold values // for the Canny edge algorithm. cvui::trackbar(frame, 15, 110, 165, & amp; low_threshold, 5, 150); cvui::trackbar(frame, 15, 180, 165, & amp; high_threshold, 80, 300); // Update cvui internal stuff cvui::update(); // Show everything on the screen cv::imshow(WINDOW_NAME, frame); // Check if ESC was pressed if (cv::waitKey(30) == 27) break; return 0;

该cvui::trackbar() 函数接受指定轨迹栏允许的最小值和最大值的参数。在上面的例子中，它们分别是[5,150] low_threshold和[80,300] high_threshold。结果是一个完全交互式的应用程序，允许用户快速，轻松地探索Canny Edge参数的调整，以及启用/禁用它的使用。效果如图所示：

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3 代码以下是此应用程序的完整代码，您不需要多行代码就可以为您的应用程序生成最小（且有用）的UI界面。该cvui并非旨在成为复杂图形应用程序开发的完整解决方案。它在很多方面都很简单并且有限。但是，它实用，易于使用，可以为您节省数小时的挫折和繁琐的工作。如果实际工程应用推荐QT而不是MFC(个人观点)。
本文所有代码和cvui头文件见：
hello world代码：

#include "pch.h" #include & lt; opencv2/opencv.hpp& gt; #define CVUI_IMPLEMENTATION #include "cvui.h"//cvui界面名字 #define WINDOW_NAME "CVUI Hello World!"int main()cv::Mat frame = cv::Mat(200, 500, CV_8UC3); int count = 0; // Init a OpenCV window and tell cvui to use it. //创建cvui窗口 cv::namedWindow(WINDOW_NAME); //初始化窗口 cvui::init(WINDOW_NAME); //必须要用无限循环，每次变动cvui会生成新的一个图像，看起来界面变化了 while (true)// Fill the frame with a nice color 创建程序窗口背景图像 frame = cv::Scalar(49, 52, 49); // Buttons will return true if they were clicked //在背景图像(110,80)点添加按钮(按钮的左上角顶点坐标，所有的cvui坐标都是左上角顶点)，按钮显示名字为“hello,world” //当按钮被点击时，会返回true if (cvui::button(frame, 110, 80, "Hello, world!"))// The button was clicked, so lets increment our counter. //统计按钮被点击次数 count++; // Sometimes you want to show text that is not that simple, e.g. strings + numbers. // You can use cvui::printf for that. It accepts a variable number of parameter, pretty // much like printf does. // Lets show how many times the button has been clicked. //在frame(250,90)点添加一个文本框，文本框字体大小为0.5,颜色为0xff0000 //显示的内容为"Button click count: %d", count cvui::printf(frame, 250, 90, 0.5, 0xff0000, "Button click count: %d", count); // This function must be called *AFTER* all UI components. It does // all the behind the scenes magic to handle mouse clicks, etc. //更新cvui界面 cvui::update(); // Show everything on the screen //把所有的东西显示出来 cv::imshow(WINDOW_NAME, frame); // Check if ESC key was pressed //ESC退出循环 if (cv::waitKey(20) == 27)break; return 0;

canny算子代码：

#include "pch.h" #include & lt; opencv2/opencv.hpp& gt; #define CVUI_IMPLEMENTATION #include "cvui.h"//cvui界面名字 #define WINDOW_NAME "CVUI Canny Edge"int main()//读图像 cv::Mat lena = cv::imread("lena.jpg"); //背景图像 cv::Mat frame = lena.clone(); //canny阈值 int low_threshold = 50, high_threshold = 150; //是否使用边缘检测 bool use_canny = false; // Init a OpenCV window and tell cvui to use it. // If cv::namedWindow() is not used, mouse events will // not be captured by cvui. //创建cvui窗口 cv::namedWindow(WINDOW_NAME); //初始化窗口 cvui::init(WINDOW_NAME); while (true)// Should we apply Canny edge? //是否使用边缘检测 if (use_canny)// Yes, we should apply it. cv::cvtColor(lena, frame, CV_BGR2GRAY); cv::Canny(frame, frame, low_threshold, high_threshold, 3); cv::cvtColor(frame, frame, CV_GRAY2BGR); else// No, so just copy the original image to the displaying frame. //直接显示图像 lena.copyTo(frame); // Render the settings window to house the checkbox // and the trackbars below. //debug下可能有bug //主要问题在于cvui.h，void window函数问题，解决办法aOverlay = theBlock.where.clone(); //在frame(10,50)处设置一个长宽180，180的名为Settings窗口 cvui::window(frame, 10, 50, 180, 180, "Settings"); // Checkbox to enable/disable the use of Canny edge //在frame(15,80)点添加复选框，复选框文本名"Use Canny Edge"，调整参数use_canny cvui::checkbox(frame, 15, 80, "Use Canny Edge", & amp; use_canny); // Two trackbars to control the low and high threshold values // for the Canny edge algorithm //滑动条控制最低分割阈值 //在frame(15,110)点添加滑动条，滑动条宽165，控制值low_threshold，值变化范围5到150 cvui::trackbar(frame, 15, 110, 165, & amp; low_threshold, 5, 150); //滑动条控制最高分割阈值 cvui::trackbar(frame, 15, 180, 165, & amp; high_threshold, 80, 300); // This function must be called *AFTER* all UI components. It does // all the behind the scenes magic to handle mouse clicks, etc. //更新ui界面 cvui::update(); // Show everything on the screen //把所有的东西显示出来 cv::imshow(WINDOW_NAME, frame); // Check if ESC was pressed //ESC退出 if (cv::waitKey(30) == 27)break; return 0;