C++ vs2017 opencv

实验1 高斯滤波程序编写 CSU

一、 实验目的

• 掌握OpenCV配置；
• 掌握OpenCV彩色图像和灰度图像的读写操作；
• 读懂阈值分割程序；
• 实现高斯滤波，掌握图像的操作

二、实验内容与要求

编写Gauss滤波程序。
步骤：

(1) 由nwiddowsize 计算gauss滤波器空间

(2) 按照高斯公式计算计算滤波器（具体参考PPT）

(3) 利用上步高斯滤波器进行卷积，实现滤波过程。

三、正文

3.1设计思路

3.2代码及其属性

按钮ID	CADPTION	对应函数
IDOK	打开并显示灰度图像	OnBnClickedOk()
IDC_read2	二值化图像	OnBnClickedread2()
IDC_read3	Guass滤波/opencv的Guass滤波图像	OnBnClickedread3()
IDC_read4	帮助	OnBnClickedread4()
IDCANCEL	取消

3.3主要代码：

3.3.1文件: < zrxCImgPro.h >

/***************************************************************************
类：zrxCImgPro
作用：封装图像操作函数，按钮操作功能也存储在其内 使用了opencv4.1.1
Welcome to my Github and my CSDN blog , more information will be available about the project!
Github:https://github.com/Yiqingde
CSDN Blog:https://me.csdn.net/weixin_42348202
历史：**日期**         **理由**            **签名**2019年9月20日        创建              ***
/**************************************************************************/
#pragma once
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <string>
#include <vector>
using namespace cv;
using namespace std;
class zrxCImgPro
{private:Mat m_srcimg;//原始灰度图像bool tag;//鲁棒性void BinaryImage(Mat Ori, const int binaryT, Mat &binary);//将原始灰度图像转化为二进制图像         void CreateGauss(const int nwiddowsize, const float sigma, Mat &Gauss);//高斯卷积核void Gaussianfilter(const Mat srcImg, const int nwiddowsize, const float sigma, Mat &dstImg);//高斯滤波函数 需要调用以上函数：高斯滤波卷积核函数
public:zrxCImgPro();~zrxCImgPro();void OpenImg();//实现按钮功能，打开图像void Button_binaryImg();//实现按钮功能，显示二值图像void Button_GaussImg();//实现按钮功能，包括显示自写与opencv的gauss图像，并显示运行时间void Button_Help(); //实现按钮功能，help
};

3.3.2文件: < zrxCImgPro.cpp >

#include "stdafx.h"
#include "zrxCImgPro.h"
zrxCImgPro::zrxCImgPro()
{this->tag = 0;//起始置0
}
zrxCImgPro::~zrxCImgPro()
{}/***************************************************************************
函数：BinaryImage(Mat Ori, const int binaryT, Mat &binary)
作用：将原始灰度图像转化为二进制图像
参数：Mat Ori 原始图像const int binaryT  阈值Mat &binary  二进制图像
返回值：无
历史：**日期**         **理由**            **签名**                     2019年9月20日        创建              ***
/**************************************************************************/
void zrxCImgPro::BinaryImage(Mat Ori, const int binaryT, Mat &binary)
{//影像初始化binary.create(Ori.rows, Ori.cols, Ori.type());//循环带走for (int i = 0; i < Ori.rows; i++){for (int j = 0; j < Ori.cols; j++){int tmp = Ori.at<uchar>(i, j);(tmp > binaryT) ? binary.at<uchar>(i, j) = 255 : binary.at<uchar>(i, j) = 0;}}
}/***************************************************************************
函数：CreateGauss(const int nwiddowsize, const float sigma, Mat &Gauss)
作用：高斯卷积核
参数：const int nwiddowsize 卷积核窗口宽度或长度const float sigma  就是sigmaMat &Gauss  大小为nwiddowsize*nwiddowsize的卷积阵
返回值：无
历史：**日期**         **理由**            **签名**2019年9月20日        创建              ***
/**************************************************************************/
void zrxCImgPro::CreateGauss(const int nwiddowsize, const float sigma, Mat &Gauss)
{Gauss.create(nwiddowsize, nwiddowsize, CV_32FC1);int center = (nwiddowsize + 1) / 2;const float PI = 4 * tan(1.0);float sum = 0;//计算权阵//给Mat复制for (int i = 0; i < nwiddowsize; i++){for (int j = 0; j < nwiddowsize; j++){float radius = ((i + 1 - center)*(i + 1 - center) + (j + 1 - center)*(j + 1 - center));float temp1 = (1 / (2 * PI *sigma*sigma))* exp(-(radius / (2 * sigma*sigma)));Gauss.at<float>(i, j) = temp1;sum += Gauss.at<float>(i, j);}}for (int i = 0; i < nwiddowsize; i++){for (int j = 0; j < nwiddowsize; j++){Gauss.at<float>(i, j) = Gauss.at<float>(i, j) / (sum + 1e-6);}}
}/***************************************************************************
函数：Gaussianfilter(const Mat srcImg, const int nwiddowsize, const float sigma, Mat &dstImg)
作用：高斯滤波函数 需要调用以上函数：高斯滤波卷积核函数
参数：const Mat srcImg 原始灰度图像const int nwiddowsize 卷积核窗口宽度或长度const float sigma 就是sigmaMat &dstImg 返回经经卷积后的图像
返回值：无
历史：**日期**         **理由**            **签名**2019年9月20日        创建              ***
/**************************************************************************/
void zrxCImgPro::Gaussianfilter(const Mat srcImg, const int nwiddowsize, const float sigma, Mat &dstImg)
{double t = srcImg.rows;dstImg.create(srcImg.rows, srcImg.cols, CV_32FC1);Mat Gauss;CreateGauss(nwiddowsize, sigma, Gauss);for (int i = 2; i < srcImg.rows - 3; i++){for (int j = 2; j < srcImg.cols - 3; j++){Mat temp1;temp1.create(nwiddowsize, nwiddowsize, CV_32FC1);temp1 = srcImg(Range(i - 2, i + 3), Range(j - 2, j + 3));Mat temp2;temp1.convertTo(temp2, CV_32FC1);dstImg.at<float>(i, j) = temp2.dot(Gauss);}}dstImg.convertTo(dstImg, CV_8UC1);
}/***************************************************************************
函数：OpenImg()
作用：实现按钮功能，打开图像并显示灰度图像，存储到 m_srcimg中； tag是标签、增加程序鲁棒性
参数：无
返回值：无
历史：**日期**         **理由**            **签名**2019年9月20日        创建              ***
/**************************************************************************/
void zrxCImgPro::OpenImg()
{CFileDialog FileDlg(TRUE, "*.jpg;*.bmp", "*.jpg;*.bmp", OFN_HIDEREADONLY | OFN_OVERWRITEPROMPT, "影像文件()");if (FileDlg.DoModal() != IDOK){return;}CString strImgName = FileDlg.GetPathName();//打开影像 //IMREAD_GRAYSCALE  以灰度形式打开m_srcimg = imread(strImgName.GetBuffer(), IMREAD_GRAYSCALE);resize(m_srcimg, m_srcimg, Size(m_srcimg.cols * 800 / m_srcimg.rows, 800), 0, 0, INTER_CUBIC);imshow("原始灰度图像", m_srcimg); //显示//waitKey(); //等待操作，将窗口关闭\回车\ESC等操作会运行以下的程序tag = 1;
}/***************************************************************************
函数：Button_binaryImg()
作用：实现按钮功能，显示二值图像
参数：无
返回值：无
历史：**日期**         **理由**            **签名**2019年9月20日        创建              ***
/**************************************************************************/
void zrxCImgPro::Button_binaryImg()
{if (tag == 0){AfxMessageBox(_T("需首先打开影像才能进行操作！"));return ;}//二值化操作Mat m_binary;BinaryImage(m_srcimg, 100, m_binary);imshow("图像二值化结果", m_binary); //显示waitKey();
}/***************************************************************************
函数：Button_GaussImg()
作用：实现按钮功能，包括显示自写与opencv的gauss图像，并显示运行时间
参数：无
返回值：无
历史：**日期**         **理由**            **签名**2019年9月20日        创建              ***
/**************************************************************************/
void zrxCImgPro::Button_GaussImg()
{if (tag == 0){AfxMessageBox(_T("需首先打开影像才能进行操作！"));return;}Mat distImg;clock_t start, finish;double totaltime;clock_t start1, finish1;double totaltime1;start = clock();Gaussianfilter(m_srcimg, 5, 1.0, distImg);//namedWindow("ss", 1);imshow("高斯滤波结果", distImg); //显示finish = clock();totaltime = (double)(finish - start) / CLOCKS_PER_SEC;waitKey(100); //等待操作，将窗口关闭\回车\ESC等操作会运行以下的程序//opencv自带高斯滤波Mat dstImage;start1 = clock();GaussianBlur(m_srcimg, dstImage, Size(5, 5), 0, 0);//显示效果图imshow("opencv自带高斯滤波效果图", dstImage);finish1 = clock();totaltime1 = (double)(finish1 - start1) / CLOCKS_PER_SEC;waitKey(3000);CString runtime;runtime.Format("%s%f%s\r\n%s%f%s",_T("自写Gauss滤波运行时间："), totaltime,_T("s"),_T("opencvGauss滤波运行时间："),totaltime1,_T("s"));AfxMessageBox(runtime);}/***************************************************************************
函数：Button_Help()
作用：实现按钮功能，help
参数：无
返回值：无
历史：**日期**         **理由**            **签名**2019年9月20日        创建              ***
/**************************************************************************/
void zrxCImgPro::Button_Help()
{CString help;help.Format("%s\r\n%s\r\n%s\r\n\r\n%s\r\n%s\r\n%s\r\n" ,_T("感谢您使用本程序！提示："), _T("需首先打开影像才能进行操作！"),_T("自写Gauss滤波代码运行较慢，请耐心等待！"),_T("Welcome to my Github and my CSDN blog , more information will be available about the project!"),_T("Github : https://github.com/Yiqingde"),_T("CSDN Blog : https://me.csdn.net/weixin_42348202"));AfxMessageBox(help);
}

3.3.3文件: < ZRX0107170110Dlg.cpp > (只摘取部分)

/***************************************************************************
类：ZRX0107170110Dlg
作用：按钮实现文件
历史：**日期**         **理由**            **签名**2019年9月20日        创建              ***
/**************************************************************************/
……
zrxCImgPro t;//全局变量
/*************************************************
按钮：读取图像函数
*************************************************/
void CZRX0107170110Dlg::OnBnClickedOk()
{// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码//CDialogEx::OnOK();t.OpenImg();
}
/*************************************************
按钮：进行二值化显示
*************************************************/
void CZRX0107170110Dlg::OnBnClickedread2()
{// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码t.Button_binaryImg();
}
/*************************************************
按钮：进行自写gauss显示与opencv显示且比较时间
*************************************************/
void CZRX0107170110Dlg::OnBnClickedread3()
{// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码t.Button_GaussImg();
}
/*************************************************
按钮：help
*************************************************/
void CZRX0107170110Dlg::OnBnClickedread4()
{// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码t.Button_Help();
}

3.4运行结果

3.4.1界面

3.4.2灰度图像

3.4.3 二通道图像

3.4.4 自写Gauss滤波图像

3.4.5 Opencv 自带Gauss图像

3.4.6 自写Gauss滤波图像与Opencv自带Gauss图像对比

3.4.7 帮助按钮

代码虽多不要贪杯~

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