OpenCV学习笔记（一）图像编程入门

//题外话：按住Enter键执行的是段落换行，同时按住Enter键和Shift键可以实现逐句换行
//三大件
#include<opencv2/core.hpp>
#include<opencv2/highgui.hpp>
#include<opencv2/imgproc.hpp>
using namespace cv;

1、highgui.hpp头文件：

包含了所有图形接口函数；

2、core.hpp头文件：
包含OpenCV核心组件。
例如：Mat类包含在此头文件中，定义一个表示图形的变量就是定义一个Mat类的对象，Mat是一个很大的类，拥有众多有参或者无参构造函数以及众多成员函数，还有内置变量。以下是Mat类常用相关内容：

#include<opencv2/core.hpp>
#include<opencv2/highgui.hpp>using namespace cv;void Mat::create(int rows, int cols, int type);
void Mat::create(Size size, int type);
void Mat::create(int ndims, const int* sizes, inttype);
/*
ndims – 新数组的维数。
rows –新的行数。
cols – 新的列数。
size – 替代新矩阵大小规格：Size(cols, rows)。
sizes – 指定一个新的阵列形状的整数数组。
type – 新矩阵的类型。
*/
void Mat::resize(size_t sz);
void Mat::resize(size_t sz, const Scalar& s);
/*
sz –新的行数。
s –分配给新添加的元素的值。
*/
int Mat::type() const;
/*
该方法返回一个矩阵的元素类型。这是兼容CvMat 类型系统，像 CV_16SC3标识符
或 16 位有符号的3 通道阵列，等等。
*/
int Mat::depth() const;
int Mat::channels() const;
Size Mat::size() const;
bool Mat::empty() const
template<typename T> T& Mat::at(int i)const
template<typename T> const T&Mat::at(int i) const
template<typename T> T& Mat::at(int i,int j)
template<typename T> const T&Mat::at(int i, int j) const
template<typename T> T& Mat::at(Pointpt)
template<typename T> const T&Mat::at(Point pt) const
template<typename T> T& Mat::at(int i,int j, int k)
template<typename T> const T&Mat::at(int i, int j, int k) const
template<typename T> T& Mat::at(constint* idx)
template<typename T> const T&Mat::at(const int* idx) const
/*
返回对指定数组元素的引用。
*/int mian(void)
{Mat A = imread("1.jpg");A.empty();                //若没有分配图像数据，该方法返回true  Mat B(A);                 //这两种方法均是浅复制（头部）B = A;A.copyTo(B);              //把A复制到B    //（数据块）B = A.clone();            //B是A的副本A.convertTO(B,CV_32F,1/255.0,0.0);//如果复制时两者类型不同，使用该函数实现类型转换}

Mat类常用构造函数

1、Mat::Mat()
无参数构造方法；
2、Mat::Mat(int rows, int cols, int type)
创建行数为 rows，列数为 cols，类型为 type 的图像；
3、Mat::Mat(Size size, int type)
创建大小为 size，类型为 type 的图像；
4、Mat::Mat(int rows, int cols, int type, const Scalar& s)
创建行数为 rows，列数为 col，类型为 type 的图像，并将所有元素初始化为值 s；
5、Mat::Mat(Size size, int type, const Scalar& s)
创建大小为 size，类型为 type 的图像，并将所有元素初始化为值 s；
6、Mat::Mat(const Mat& m)
将m赋值给新创建的对象，此处不会对图像数据进行复制，m和新对象共用图像数据，属于浅拷贝；
7、Mat::Mat(int rows, int cols, int type, void* data, size_t step=AUTO_STEP)
创建行数为rows，列数为col，类型为type的图像，此构造函数不创建图像数据所需内存，而是直接使用data所指内存，图像的行步长由 step指定。
8、Mat::Mat(Size size, int type, void* data, size_t step=AUTO_STEP)
创建大小为size，类型为type的图像，此构造函数不创建图像数据所需内存，而是直接使用data所指内存，图像的行步长由step指定。
9、Mat::Mat(const Mat& m, const Range& rowRange, const Range& colRange)
创建的新图像为m的一部分，具体的范围由rowRange和colRange指定，此构造函数也不进行图像数据的复制操作，新图像与m共用图像数据；
10、Mat::Mat(const Mat& m, const Rect& roi)
创建的新图像为m的一部分，具体的范围roi指定，此构造函数也不进行图像数据的复制操作，新图像与m共用图像数据。

这些构造函数中，很多都涉及到类型type。type可以是CV_8UC1，CV_16SC1，…，CV_64FC4 等。里面的 8U 表示 8 位无符号整数，16S 表示 16 位有符号整数，64F表示 64 位浮点数（即 double 类型）；C 后面的数表示通道数，例如 C1 表示一个
通道的图像，C4 表示 4 个通道的图像，以此类推。
如果你需要更多的通道数，需要用宏 CV_8UC(n)，例如：
Mat M(3,2, CV_8UC(5));//创建行数为 3，列数为 2，通道数为 5 的图像。

3、VS2017中常见图标含义解释——图源官网

4、一些常用函数

imread()函数介绍：函数原型为 Mat imread( const String& filename, int flags = IMREAD_COLOR); 第一个参数是图片名的引用，字符串类型，懂吧；第二个参数是以何种形式读入图片。该宏定义在一个枚举类型中，常用的有以下几种：

IMREAD_UNCHANGED            = -1, //!< If set, return the loaded image as is (with alpha(透明度) channel, otherwise() it gets cropped).
IMREAD_GRAYSCALE(CV_8U) = 0, //!< If set, always convert image to the single channel grayscale image (codec internal conversion).
IMREAD_COLOR (CV_8UC3 三个无符号字节)     = 1, //!< If set, always convert image to the 3 channel BGR color image.
IMREAD_ANYDEPTH               = 2, //!< If set, return 16-bit/32-bit image when the input has the corresponding depth, otherwise convert it to 8-bit.
IMREAD_ANYCOLOR               = 4, //!< If set, the image is read in any possible color format.

namedWindow()函数介绍：函数原型为 void namedWindow(const String& winname, int flags = WINDOW_AUTOSIZE);第一个参数为窗口名，第二个参数是一个宏，常用的有以下几种：

WINDOW_NORMAL     = 0x00000000, //!< the user can resize the window (no constraint) / also use to switch a fullscreen window to a normal size.
WINDOW_AUTOSIZE   = 0x00000001, //!< the user cannot resize the window, the size is constrainted by the image displayed.
WINDOW_OPENGL     = 0x00001000, //!< window with opengl support.

imshow()函数介绍：函数原型为 void imshow(const String& winname, InputArray mat);第一个参数是窗口名，第二个参数是需要显示的图像变量，InputArray类型目前可以认为与Mat类型无差别，OutputArray也是。

waitKey()函数介绍：由于所写的程序是在控制台窗口中，因此会在main 函数执行完毕后关闭，通过添加这个highgui函数可以让窗口一直显示，直到用户键入数值（至今见过最详细的解释了，心累┓(;´_｀)┏）。

flip()函数介绍：函数原型为 void flip(InputArray src, OutputArray dst, int flipCode); //翻转，支持in-place
@param src(源) input array.
@param dst(终端) output array of the same size and type as src.//空的也是支持的，不会报错
@param flipCode a flag to specify(具体说明) how to flip the array; 0 means
flipping around the x-axis(关于x轴翻转) and positive value(正值) (for example, 1) means
flipping around y-axis. Negative value (for example, -1) means flipping
around both axes.

imwrite()函数介绍：函数原型为 bool imwrite( const String& filename, InputArray img,
const std::vector<int>& params = std::vector<int>());
关于第三个参数的介绍，不过一般用的都是默认值
第3个变量有3个定义:
CV_IMWRITE_JPEG_QUALITY
CV_IMWRITE_PNG_COMPRESSION
CV_IMWRITE_PXM_BINARY
分别对应JPEG PNG PPM, PGM, or PBM

如果是保存JPG:
vector<int> compression_params;
    compression_params.push_back(CV_IMWRITE_JPEG_QUALITY);
    compression_params.push_back(90);//这就是质量默认值是95
     imwrite("alpha.jpeg", image_gray, compression_params);
如果是保存PNG:
vector<int> compression_params;
    compression_params.push_back(CV_IMWRITE_PNG_COMPRESSION);
    compression_params.push_back(2);//这就是质量默认值是3
     imwrite("alpha.png", image_gray, compression_params);

5、鼠标事件

回调函数，是一个函数，不会被显示地调用，但会在响应特定事件时被程序调用，为了可以让程序识别需要有特定的签名（此处，签名应该包括函数名及参数列表），并且必须注册，就是用来说明事件触发后要干啥。
它的签名形式：void onMouse(int event, int x, int y, int flags, void* param);

注册回调函数，是一个过程，这个过程用一个函数来实现（高层函数），让高层函数可以调用底层函数（就是回调函数）
eg: void setMousecallback(const string& winname, MouseCallback onMouse, void* userdata=0)

6、绘图函数

circle()//绘制圆形 putText()//添加文本函数（它们位于 imgproc.hpp头文件中）

7、定义感兴趣区域

通过定义感兴趣区域（其实是一个Mat类的对象）可以让处理函数只在图像的某个部分起作用，定义ROI有两种方法：

Mat image，logo;
/*方法一*/                                          //image是原图像，logo是要插入的图像
Mat imageROI(image,Rect(0, 0, logo.cols, logo.rows));    //左上角坐标以及区域的宽度和高度
/*方法二*/
//用Range给定行和列范围，用值域限定
imageROI = image(Range(image.rows - logo.rows, image.rows),Range(image.cols - logo.cols, image.cols));

还可以仅使用部分行部分列，有另外两个函数，rowRange(start, end), colRange(start, end)

8、图像掩码

首先说一下copyTo()函数的第二种形式，srcImage.copyto(dstImage, mask)，mask作为一个掩模板，如果在某个像素点(i, j)其值为1（只看第一通道，所以mask单通道即可）则把srcImage.at(i, j)（源）处的值直接赋给dstImage.at(i, j)，如果其值为0则dstImage.at(i, j)处保留其原始像素值。这样图标边缘的颜色就和原图一致了（因为边缘具有一致的白色特性）。(其中隐含的条件是scrImage、mask、dstImage三者必须同大小同类型)。这段话同时间接阐述了图像掩码的原理，需要注意掩码算子mask类型必须是CV_8U，并应该是单通道（CV_8UC(1）)

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