OpenCV4图像处理算子不完全手册-入门篇

目录

• 说明
• 导航
• 正文
• • 图像数据读写
  • • 1、Mat类
    • 2、图像读取与显示
    • 3、视频与摄像头
    • 4、图像保存
    • 5、视频保存
    • 6、XML与YMAL文件
  • 图像基本操作
  • • 1、颜色空间
    • • 颜色模型转换
      • 图像数据类型转换
      • 多通道图像分离
      • 多通道图像合并
    • 2、像素操作
    • • 像素最大/最小值
      • 矩阵转换（重置）
      • 平均值
      • 标准差
      • 比较运算
      • 逻辑运算
      • 全局阈值
      • 自适应阈值
      • 查找表
    • 3、图像变换
    • • 图像连接
      • 尺寸变换
      • 翻转变换
      • 仿射变换
      • 透视变换
      • 极坐标变换
    • 4、图像绘制
    • • 绘制圆
      • 绘制直线
      • 绘制椭圆
      • 绘制矩形
      • 绘制多边形
      • 绘制文字
      • 感兴趣区域ROI

说明

本文主要是记录我在学习和使用OpenCV4过程中对常用算子的记录和简单描述，如描述有误请留言指正！示例代码使用C++编写，仅供参考，不可直接使用！

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OpenCV4图像处理算子不完全手册-进阶篇
OpenCV4图像处理算子不完全手册-应用篇

正文 图像数据读写 1、Mat类

构造Mat对象：
cv::Mat mat(row,column,type)
cv::Mat mat(row,column,type,Scalar)
cv::Mat mat(Size,type)
cv::Mat mat(const Mat& mat)
读写Mat对象
单通道图像mat.at(row,column)
多（三）通道图像mat.at(row,column).val[num]，num的值为0~2

2、图像读取与显示

imread(filename,flags)
nameWindow(winname,flags)
imshow(winname,mat)

3、视频与摄像头

构造VideoCapture对象：
VideoCapture()，capture.open(filename)，capture.open(index)，index为相机索引，0为默认相机
VideoCapture(filename,apiPreference)
VideoCapture(index,apiPreference)

//读取帧
Mat fram;
//方法1
capture >> fram;
//方法2
capture.read(fram)	//成功返回true，否则返回false

4、图像保存

imwrite(filename,mat,params)，params为保存图片格式的属性设置标志

5、视频保存

构造VideoWriter对象：
VideoWriter()
VideoWriter(filename,fourcc,fps,framsize,isColor)，filename应包含视频格式（mp4、avi等），fourcc为压缩帧的4字符编解码器代码，fps为帧率，framsize为帧大小，isColoe是否彩色

//保存capture的帧
//方法1
writer.write(fram);
//方法2
writer << fram;

6、XML与YMAL文件

FileStorage对象：
FileStorage(filename,flags,encoding)，flags操作类型，encoding编码格式
FileStorage()，open(filename,flags,encoding)
write(filename,val)
当某个变量中含有多个数据或子变量时使用FileNode对象：

FileStorage Storage(filename,FileStorage::READ);
FileNode node = Storage["xxx"];
//FileNode迭代器
FileNodeIterator NodeIterator = node.begin();
//数组形式
node["xxxx"][index];

图像基本操作 1、颜色空间 颜色模型转换

cvtColor(src,dst,code,dstCn)，src输入原始图像，dst输出目标图像，code颜色空间转换标志，dstCn目标图像的通道数（默认0）。

图像数据类型转换

convertTo(m,rtype,alpha,beta)，m转换类型后输出的图像，rtype目标数据类型，alpha缩放因子，beta偏置因子。

多通道图像分离

split(src,mvbegin)，mvbegin为分离后的单通道图像数组，数组大小取决于src的通道数。
split(m,mv)，mv为分离后的单通道图像向量（vector）

多通道图像合并

merge(mv,count,dst)，mv为需要合并的单通道图像数组，count为图像数组的长度，dst为输出的多通道数组。
merge(mv,dst)，mv为需要合并的单通道图像向量（vector）

2、像素操作 像素最大/最小值

minMaxLoc(src,minVal,maxVal,minLoc,maxLoc,mask)，minVal/maxVal图像或矩阵中的最大/最小值，minLoc/maxLoc图像或矩阵中最大/最小值所在的坐标位置，mask用于在指定区域寻找最大/最小值。

矩阵转换（重置）

Mat::reshape(cn,rows)，cn为转换后的通道数（0保持不变），rows为转换后的行数（0保持不变）。

平均值

mean(src,mask)，src为输入图像，mask为掩模。

标准差

meanStdDev(src,mean,stddev,mask)，mean为图像每个通道的平均值，stddev为图像每个通道的标准差，mask为掩模。

比较运算

min(src1,src2,dst)，max(src1,src2,dst)，比较src1与src2，保留较大/较小值到dst中。

逻辑运算

bitwise_and(src1,src2,dst,mask)，与运算，mask掩模用于指定运算区域
bitwise_or(src1,src2,dst,mask)，或运算
bitwise_xor(src1,src2,dst,mask)，异或运算
bitwise_not(src1,src2,dst,mask)，非运算

全局阈值

threshold(src,dst,thresh,maxval,type)，src只能是CV_8U或CV_32F类型，thresh为阈值，maxval为二值化过程中的最大值，type为选择二值化方法的标志。

自适应阈值

adaptiveThreshold(src,dst,maxValue,adaptiveMethod,thresholdType,blockSize,C)，src只能是CV_U8C1类型，maxValue为二值化的最大值，adaptiveMethod为自适应阈值的方法，thresholdType为选择二值化方法的标志，blockSize为像素邻域大小（一般为奇数），C为从平均值或加权平均值中减去的常数。

查找表

LUT(src,lut,dst)，src必须为CV_8U类型，lut为256个像素灰度值的查找表

3、图像变换 图像连接

vconcat(src,nsrc,dst)，src为Mat数组，nsrc为数组大小，纵向连接。
vconcat(src1,src2,dst)，将src1与src2连接合并到dst。
hconcat(src,nsrc,dst)，横向连接。
hconcat(src1,src2,dst)

尺寸变换

resize(src,dst,dsize,fx,fy,interpolation)，dsize为输出图像的尺寸，fx为横轴的比例因子，fy为纵轴的比例因子，interpolation为插值方法标志。

翻转变换

flip(src,dst,flipCode)，flipCode为翻转方式标志，>0绕y轴翻转，=0绕x轴翻转，<0绕两个轴翻转。

仿射变换

1、计算变换矩阵：
getRotationMatrix2D(center,angle,scale)，center为旋转中心，angle为旋转角度，scale为两个轴的比例因子，可实现旋转过程中的缩放，1表示保持大小不变。
2、如果知道src与dst对应的任意三个点的坐标，可以确定变换矩阵：
getAffineTransform(src[],dst[])，src[]为src图像中的三个点坐标的point2f数组，dst[]为dst图像中的三个点坐标的point2f数组
3、仿射变换
warpAffine(src,dst,M,dsize,flags,borderMode,borderValue)，M为从getRotationMatrix2D中得到的2x3的变换矩阵，flags为插值方法标志，borderMode为像素边界外推方法标志，borderValue为填充边界的数值。

透视变换

1、计算变换矩阵：
getPerspectiveTransform(src[],dst[],solveMethod)，src[]是原图像中四个point2f类型的点坐标，dst[]是目标图像中四个point2f类型的点坐标，solveMethod为选择透视变换矩阵的方法。
2、透视变换
warpPerspective(src,dst,M,dsize,flags,borderMode,borderValue)，M为从getPerspectiveTransform中得到的3x3的变换矩阵，其他与仿射变换warpAffine相同。

极坐标变换

warpPolar(src,dst,dsize,center,maxRadius,flags)，dsize为目标图像大小，center为变换时极坐标的原点，maxRadius为变换时边界元的半径，flags为插值方法与极坐标映射方法的标志。

4、图像绘制 绘制圆

circle(img,center,radius,color,thickness,lineType,shift)，将圆绘制在img上，thinckness为圆的轮廓宽度（负值则绘制实心圆），lineType为圆的边界类型，shift为中心坐标和半径数值的小数位数。

绘制直线

line(img,pt1,pt2,color,thickness,lineType,shift)，pt1和pt2为直线的起点和终点，数据类型为Point。

绘制椭圆

ellipse(img,center,axes,angle,startAngle,endAngle,color,thickness,lineType,shift)，center为椭圆中心，axes为椭圆主轴大小的一半，angle为椭圆旋转的角度，startAngle为起始角度，endAngle为终止角度。

绘制矩形

rectangle(img,pt1,pt2,color,thickness,lineType,shift)，pt1和pt2分别为矩形的左上角和右下角顶点。
rectangle(img,rec,color,thickness,lineType,shift)，rec为事先定义好的Rect矩形。

绘制多边形

fillPoly(img,pts,npts,ncontours,color,lineType,shift,offset)，pts为point**类型的多边形顶点数组，npts为每个多边形顶点数组中顶点的个数，ncontours为绘制多边形的个数，offset为可选的所有顶点的偏移。

绘制文字

putText(img,text,org,fontFace,fontScale,color,thickness,lineType,bottomLeftOrigin)，text只支持英文，org为text的左下角坐标，fontFace为字体类型，fontScale为自提大小，bottomLeftOrigin指定图像数据原点的位置，默认false为左上角，true为右上角。

感兴趣区域ROI