使用cv::imread()读取图片

经过上一节的学习,我们了解到opencv处理的图片其实就是对矩阵进行操作,使用cv::imread()对图片进行读取并返回一个矩阵,来看一个例子:

#include <iostream>
#include <opencv2/highgui.hpp>using namespace std;int main() {//imread(const String &filedir,int flags)cv::Mat img = cv::imread("D:/null.jpg", 1);//另一种判空的写法:img.data == NULL;if (img.empty()) {cout << "open the file failed!" << endl;}cv::Mat gray_img = cv::imread("D:/cat.jpg", 0);if (!gray_img.empty()) {cv::imshow("gray_img", gray_img);cv::waitKey(0);}cv::Mat nochange_img = cv::imread("D:/cat.jpg", -1);if (!nochange_img.empty()) {cv::imshow("no_chang", nochange_img);cv::waitKey(0);}return 0;
}

效果显示
open the file failed!

上述代码展示了读取图片的三种不同的状态,这个状态由flags参数决定,flags=1(>0)表示函数需要返回三通道图像,若图片不是三通道则强制转成3通道.flags=0表示函数返回单通道图像,若图片是多通道图片则强制转成单通道.flags=-1(<0)表示不对图像进行通道转换处理.imread()支持图像格式:jpg,jpeg,dib,bmp,png,pbm,ppm,sr,ras,tiff,exr,jp2

使用cv::imwrite()存储图片

上面我们学习了如何读取指定路径下的图片,接下来来看一下如何将处理过的图片进行指定存储.

#include <iostream>
#include <opencv2/highgui.hpp>using namespace std;
using namespace cv;int main() {Mat mat = imread("D:/cat.jpg", 1);if (!mat.empty()) {//Rect(x,y,width,height)Mat roi(mat, Rect(200, 200, 400, 500));//bool imwrite(const String &filedir,InputArray img)//imwrite("D:/cat_roi_write.jpg", roi);//imwrite("D:/cat_roi_write.bmp", roi);bool is_write = imwrite("D:/cat_roi_write.png", roi);cout << "write is succeed?:" << is_write << endl;} else {cerr << "openfile is failed" << endl;}return 0;
}

效果显示
write is succeed?:1

png是无损图片
jpg是压缩成的有损图片
bmp是不压缩的无损图片,大小较大
注意并不是所有Mat对象都能存储为图片,一般来说只有8U类型的单通道和3通道矩阵可以进行图像存储,若需要保存成16U类型的图片,则只能使用png,jpeg 2000,tiff格式进行存储.
为了将其他格式的矩阵保存为图片,opencv提供了Mat::convertTo(),从v::cvtColor()能够将矩阵转换为能够保存的类型格式,若指定目录下已经存在要保存的文件,则会对其进行覆盖.(其中cvtColor()是cv类的成员函数,需要声明头文件#include<opencv2/opencv.hpp>)

使用cv::VideoCapture::open()读取视频

VideoCapture既可以从视频文件读取图像,也可以从摄像头中读取图像.使用VideoCapture::open()打开.

#include <iostream>
#include <opencv2/highgui.hpp>using namespace std;
using namespace cv;int main() {VideoCapture capture;Mat frame;frame = capture.open("D:/test_video.mp4");if (!capture.isOpened()) {cout << "this video can not open" << endl;return -1;} else {cout << "video is successful open=" << capture.isOpened() << endl;}//窗口大小自适应,灵活调整,写在cv::imshow()之前,防止图片尺寸太大imshow显示不全，注意名字和imshow相同，不然可能会显示两个窗口namedWindow("show_frame", WINDOW_AUTOSIZE);while (capture.read(frame)) {imshow("show_frame", frame);//每一帧的等待时间,数字越小读取越快waitKey(1);}//释放视频流,手动调用虚析构函数,open()和VideoCapture的析构函数会自动调用,故可以不手动释放capture.release();return 0;
}

打印是否打开成功的结果:video is successful open=1
调用本地摄像头很容易,将capture.open("D:/test_video.mp4");换成capture.open(0);即可.

使用cv::VideoWriter::write()存储视频

使用opencv存储视频流,需要在初始化时设置一系列参数文件名,编解码器,帧率,宽度,高度等等
CV_FOURCC可以获取的编码格式
CV_FOURCC(‘P’, ‘I’, ‘M’, ‘1’) = MPEG-1 code
CV_FOURCC(‘M’, ‘J’, ‘P’, ‘G’) = motion-jpeg codec
CV_FOURCC(‘M’, ‘P’, ‘4’, ‘2’) = MPEG-4.2 codec
CV_FOURCC(‘D’, ‘I’, ‘V’, ‘3’) = MPEG-4.3 codec
CV_FOURCC(‘D’, ‘I’, ‘V’, ‘X’) = MPEG-4 codec
CV_FOURCC(‘U’, ‘2’, ‘6’, ‘3’) = H263 codec
CV_FOURCC(‘I’, ‘2’, ‘6’, ‘3’) = H263I codec
CV_FOURCC(‘F’, ‘L’, ‘V’, ‘1’) = FLV1 codec

MPEG-1是为CD光盘介质定制的视频和音频压缩格式.
Motion JPEG是一种视频压缩格式,其中每一帧图像都分别使用JPEG编码.
MPEG-4利用很窄的带宽,通过帧重建技术,压缩和传输数据,求出以最少的数据获得最佳的图像质量.

VideoWriter::open()函数原型CV_WRAP virtual bool open(const String& filename, int fourcc, double fps, Size frameSize, bool isColor = true);

#include <iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <opencv2/highgui.hpp>
#include <opencv2/imgcodecs.hpp>using namespace std;
using namespace cv;int main() {VideoCapture capture;capture.open("D:/test_video.mp4");if (!capture.isOpened()) {cout << "can not open the video" << endl;}double fps = capture.get(CAP_PROP_FPS);int width = int(capture.get(CAP_PROP_FRAME_WIDTH));int height = int(capture.get(CAP_PROP_FRAME_HEIGHT));int fourcc_type = VideoWriter::fourcc('M', 'P', '4', '2');VideoWriter videoWriter;videoWriter.open("D:/write_video.avi", fourcc_type, fps,Size(width, height), true);if (!videoWriter.isOpened()) {cout << "video_writer can not open" << endl;return -1;}Mat frame;while (capture.read(frame)) {//videoWriter << frame;这种写法也是正确的,使用VideoWriter的输出流进行写入videoWriter.write(frame);}return 0;
}
}

效果显示

使用cv::VideoCapture读取摄像头

#include <iostream>
#include <opencv2/imgcodecs.hpp>
#include <opencv2/highgui.hpp>
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <thread>using namespace std;
using namespace cv;
thread::id main_thread_id = this_thread::get_id();void open_video(VideoCapture &capture_usb, const string &filename, Mat &frame) {capture_usb.open(filename);if (!capture_usb.isOpened()) {cerr << "url not exit" << endl;}if (this_thread::get_id() == main_thread_id) {cout << "this is the main thread" << endl;} else {cout << "this is not the main thread!" << endl;}capture_usb.set(CAP_PROP_FOURCC, VideoWriter::fourcc('M', 'J', 'P', 'G'));capture_usb.set(CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 500);capture_usb.set(CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 500);capture_usb.set(CAP_PROP_FPS, 30);namedWindow("capture", WINDOW_AUTOSIZE);while (capture_usb.read(frame)) {imshow("capture", frame);waitKey(1000);}
}void open_video1(VideoCapture &capture_usb, const string &filename, Mat &frame) {capture_usb.open(filename);if (!capture_usb.isOpened()) {cerr << "url not exit" << endl;}if (this_thread::get_id() == main_thread_id) {cout << "this is the main thread" << endl;} else {cout << "this is not the main thread!" << endl;}//设置采集格式capture_usb.set(CAP_PROP_FOURCC, VideoWriter::fourcc('M', 'J', 'P', 'G'));//设置分辨率capture_usb.set(CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 500);capture_usb.set(CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 500);//设置每秒读取的图片数量capture_usb.set(CAP_PROP_FPS, 30);namedWindow("capture1", WINDOW_AUTOSIZE);while (capture_usb.read(frame)) {imshow("capture1", frame);waitKey(1000);}
}int main() {VideoCapture capture_usb, local_video_capture, capture_usb1, capture_usb2;Mat frame, frame_video, frame1, frame2;//url为读取的视频流地址(接口)const string filename = url;const string local_file = "D:/test_video.mp4";const string filename1 = url;thread thread_1(open_video, ref(capture_usb), filename, ref(frame));thread thread_2(open_video1, ref(capture_usb1), filename1, ref(frame));thread_2.join();thread_1.detach();for (;;) {if (!capture_usb.isOpened()) {break;}if (!capture_usb1.isOpened()) {break;}capture_usb.release();capture_usb1.release();return 0;
}

capture_usb.set()参数简介

参数	值	功能
CV_CAP_PROP_POS_MSEC	0	视频文件的当前位置（以毫秒为单位）或视频捕获时间戳
CV_CAP_PROP_POS_FRAMES	1	基于0的索引将被解码/捕获下一帧
CV_CAP_PROP_POS_AVI_RATIO	2	视频文件相对位置：0 - 电影的开始，电影的1 - 结束
CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH	3	视频里每一帧的宽
CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT	4	视频里每一帧的高
CV_CAP_PROP_FPS	5	视频的帧速
CV_CAP_PROP_FOURCC	6	4个字符表示的视频编码器格式
CV_CAP_PROP_FRAME_COUNT	7	视频的帧数
CV_CAP_PROP_FORMAT	8	byretrieve（）返回的Mat对象的格式
CV_CAP_PROP_MODE	9	指示当前捕获模式的后端特定值
CV_CAP_PROP_BRIGHTNESS	10	图像的亮度（仅适用于相机）
CV_CAP_PROP_CONTRAST	11	图像对比度（仅适用于相机）
CV_CAP_PROP_SATURATION	12	图像的饱和度（仅适用于相机）
CV_CAP_PROP_HUE	13	图像的色相（仅适用于相机）
CV_CAP_PROP_GAIN	14	图像的增益（仅适用于相机）
CV_CAP_PROP_EXPOSURE	15	曝光（仅适用于相机）
CV_CAP_PROP_CONVERT_RGB	16	表示图像是否应转换为RGB的布尔标志
CV_CAP_PROP_WHITE_BALANCE	17	目前不支持
CV_CAP_PROP_RECTIFICATION	18	立体摄像机的整流标志（注意：只有当前支持DC1394 v 2.x后端）

使用互斥量、锁、多线程进行数据读取和显示

#include <iostream>
#include <opencv2/imgcodecs.hpp>
#include <opencv2/highgui.hpp>
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <thread>
#include <deque>
#include <mutex>
#include <Windows.h>
#include <ctime>
using namespace std;
using namespace cv;
thread::id main_thread_id = this_thread::get_id();
deque<cv::Mat> mat_deque;
mutex mut;void open_video(VideoCapture &capture_usb, const string &filename, Mat &frame) {capture_usb.open(filename);if (!capture_usb.isOpened()) {cerr << "url not exit" << endl;}if (this_thread::get_id() == main_thread_id) {cout << "this is the main thread" << endl;} else {cout << "this is not the main thread!" << endl;}capture_usb.set(CAP_PROP_FOURCC, VideoWriter::fourcc('M', 'J', 'P', 'G'));capture_usb.set(CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 200);capture_usb.set(CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 200);capture_usb.set(CAP_PROP_FPS, 300);capture_usb.set(CAP_PROP_BUFFERSIZE, 3);while (capture_usb.read(frame)) {long start_time = clock();if (waitKey(20) >= 0) { break; }//创建线程锁锁住互斥量lock_guard<mutex> lk(mut);mat_deque.push_back(frame);long end_time = clock();cout<<"read_total_time="<<end_time-start_time<<endl;}
}void get_video_data(Mat &frame) {while (true) {if (!mat_deque.empty()) {long start_time = clock();unique_lock<mutex> lk(mut);frame = mat_deque.back();long end_time = clock();cout<<"get_total_time="<<end_time-start_time<<endl;//拿到数据之后解锁lk.unlock();if (waitKey(20) >= 0) { break; }imshow("capture", frame);waitKey(1000);mat_deque.pop_back();}}
}int main() {VideoCapture capture_usb;Mat frame, frame_video, frame1, frame2;const string filename = url;const string filename1 = url;const string filename_123 = url;thread thread_1(open_video, ref(capture_usb), filename_123, ref(frame));thread thread3(get_video_data,ref(frame_video));thread_1.join();thread3.join();for (int i = 0; i < 5; ++i) {thisthread::sleepfor(2000ms);}return 0;
}

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