邂逅opencv

初识OpenCV

OpenCV简介：

OpenCV (Open Source Computer Version)是一个基于开源的跨平台的计算机视觉库，可以实现图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。

OpenCV官方主页：http://opencv.org

OpenCV Github 主页：https://github.com/Itseez/opencv

OpenCV 开发版 Wiki 主页：http://code.open.org

Opencv可以解决如下领域问题：人机交互、物体识别 、图像分区 、人脸识别、动作识别、运动追踪、机器人。

OpenCV常见模块介绍：

• calib3d ———Calibration (校准)和3D的组合缩写，主要是相机校准和三维重建相关的内容。包括基本的多视角几何算法，单个立体摄像头标定，物体姿态估计，立体相似性算法，3D信息的重建等。

• contrib ——— Contributed / Experimental Stuf 的缩写。该模块包含了一些最近添加的不太稳定的可选功能。如人脸识别，立体匹配，人工视网膜模型等技术。

• core ——— 核心功能模块，主要包含：Opencv 基本数据结构、动态数据结构、绘图函数、数组操作相关函数、辅助功能与系统函数和宏、与OpenGL的互操作。

• imgproc ——— Image Process ，图像处理模块。主要包含线性与非线性的图片滤波、图像的集合变换、其他图像变换、直方图相关结构分析和形状描述、运动分析和对象追踪、特征检测、目标检测等内容。

• features2d ——— Features2D,也就是 Features 2D，即2D 功能框架，包含如下内容: 特征检测和描述 特征检测器通用接口，描述符提取器通用接口 描述符匹配器通用接口 通用描述符匹配器通用接口 关键点绘制函数和匹配功能绘制函数

• flann 高维的近似快速搜索算法库,主要包含: 快速近似最近邻搜索和聚类

• gpu ——— 运用GPU 加速的计算机视觉模块

• highgui ——— 高层 GUI 图形用户界面，包含媒体的输入和输出、视频捕捉、图像和视频的编码解码、图形交互的接口等内容。

• legacy ——— 一些已经废弃的代码库，保留作为向下兼容使用。

• ml ——— Machine Learning 机器学习模块，基本上是统计模型和分类算法，包含如下内容:统计模型、一般贝叶斯分类器、K-近邻、支持向量机、决策树、提升、梯度提高树、随机数、超随机数、期望最大化、神经网络、MLData。

• non free ——— 一些具有专利的算法

• objdetect ——— 目标检测模块，包含 Cascade Classification (级联分类)和 Latent SVM 这两个部分

• photo ——— Computational Photograpy，包含图像修复和图像去噪两部分

• stitching ——— images stitching, 图像拼接模块

• suppers ——— superResolution, 超分辨率的相关功能模块

• ts ——— OpenCV 测试相关代码

• video ——— 视频分析组件

• Videostab ———视频稳定相关组件

Opencv 头文件

opencv.hpp中已经包含了OpenCV各个模块的头文件，，我们在编写core, objdetect, imgproc,photo,vedio,features2d,calib3d,ml,highgui,contrib 等模块应用程序时，原则上仅写上一句#include <opencv2/opencv.hpp> 即可，这样可以精简代码。

命名规范

• 类名，类型定义，包括枚举和typedef，混合使用大小写，首字母大写。 如ClassName，TypeName
• 局部变量混合使用大小写，首字母小写，其名字应该与底层数据类型无关，并且应该反映该变量所代表的事物。如 localVariable
• 函数名混合使用大小写，首字母大写。如 ChildFunc
• 对类的多个子程序可见的成员变量名用m_前缀表示 如m_ClassVariable
• 全局变量名 用g_ 前缀。 如 g_GlobalVariable
• 具名常量全部大写。 如 CONSTANT
• 宏全部大写，单词间用分隔符”_” 隔开。 如 SCREEN_WIDTH

常见的关键字字母组合包括：

• Max 最大值
• Min 最小值
• Init 初始化
• T(Temp) 临时变量
• Src 源对象
• Dst 目的对象

虽然命名规则在这里，但是我们在应用中切记不要迂腐，不要墨守成规，该变通的时候还可以做适当的变通。

agrc与argv 认识
argc 和 argv[] 中的arg 指的是”参数”， 其中，argc为整数，用来统计运行程序时送给main函数的命令行的个数，默认值为1(程序的全路径名)。argv[ ] 表示字符串数组，用来存放指向字符串参数的指针数组，每一个元素指向一个参数。这两个参数在用命令行编译是有效。
图片的声明，读取和显示

简单体验

1.声明一副图像：

 Mat srcImage;

2. 读取图片

    srcImage = imread(“PathOfImage”);
   

3. 显示图像

    imshow(“Title”,srcImage);
   

图像的简单处理：

1. 图像腐蚀：

    Met element = getStructuringElement(MORPH_RECT, Size(15,15)); // 设置参数
   
    erode(srcImage, dstImage, element);  // 进行图像腐蚀
   

2. 图像模糊：

    blur(srcImage,dstImage,Size(7,7));
   

3. 边缘检测

   cvtColor(srcImage,garyImage,CV_BG2GRAY);// 将图像转换为 灰度图像
   
   blur(grayImage,edge,Size(3,3));//对灰度图像使用 3* 3 内核来降噪
   
   Canny(edge, edge, 3, 9, 3);   // 进行边缘检测
   

由视频/相机采集图像

   VideoCaputure capture(“1.avi”);   // 读入视频

   // VideoCapture capture(0)  调用摄像头

  while(1){

      Mat frame;  // 定义Mat变量，用于存储每一帧图像

      capture >> frame;  // 读取当前帧

      imshow(“读取视频”， frame);  // 显示当前帧

       waitKey(30);  // 延迟30ms

   }

图像的载入，显示和输出

Imread 函数

函数原型为： Mat imread( const String& filename, int flags = IMREAD_COLOR );

其中第一个参数const String &类型的 filename，填我们需要载入的图片路径。Opencv的imread 函数支持如下类型的图像载入。

• Windows bitmaps - *.bmp, *.dib (always supported)

• JPEG files - *.jpeg, *.jpg, *.jpe (see the Notes section)

• JPEG 2000 files - *.jp2 (see the Notes section)

• Portable Network Graphics - *.png (see the Notes section)

• Portable image format - *.pbm, *.pgm, *.ppm *.pxm, *.pnm (always supported)

• Sun rasters - *.sr, *.ras (always supported)

• TIFF files - *.tiff, *.tif (see the Notes section)
  第二个参数，int 类型的 flags，为载入标识，它指定加载图像的颜色类型，可以看到其默认值为1，所有这个参数可以缺省。如下为

   enum ImreadModes {
       IMREAD_UNCHANGED  = -1,   //这个标识在新版本已被废弃，可以忽略
       IMREAD_GRAYSCALE    = 0,    //将图像转换成为灰度图  
       IMREAD_COLOR             = 1,     //总是将图像转换为彩色再返回
       IMREAD_ANYDEPTH      = 2,    
      //如果 载入图像深度为16位或者32位，就返回对应深度的图像。否则转换为8位图像返回
  };
  

如果不在上述枚举范围内取值，可以按照如下方式进行：

• flags > 0 返回一个三通道彩色图像
• flags = 0 返回灰度图像
• flags < 0 返回Alpha 通道的加载图像

imshow函数

void imshow(const String& winname, InputArray mat);
第一个参数: const String& 类型的winname，填需要显示的图像标识名称。
第二个参数：InputArray 类型的 mat， 填需要显示的图像。函数原型中的InputArray可以简单的当做Mat类型即可。
imshow 函数用于在指定的窗口中显示图像。如果窗口用的而是CV_WINDOW_AUTOSIZE(默认值)标识创建的，那么显示图像的原始大小。否则，将图像以合适窗口缩放。

• 如果载入图像是8为无符号类型，显示图像原来样子。
• 如果图像是16位无符号类型或32位整形，用像素数除以256。也就是说，该值范围从[0, 255 * 256]映射到[0,255]。
• 如果图像是32位浮点数，像素便要乘以255.也就是说该值范围是从[0,1]映射到[0,255]

namedwindow()函数

namedWindow 的作用是通过制定窗口的名称，创建一个可以作为图像或者进度条的容器窗口。
函数原型：

 void namedWindow(const String& winname, int flags = WINDOW_AUTOSIZE);

第一个参数const String &类型的 name，填写被用作窗口的标识符的窗口名称。第二个参数，int类型的flags，窗口的标识，可以填写以下值：

  WINDOW_NORMAL     = 0x00000000,  用户可以改变窗口大小
  WINDOW_AUTOSIZE   = 1, 窗口大小会自动调整，以适应所显示的图像，并且用户不能手动改变窗口大小
  WINDOW_OPENGL     = 0x00001000,  窗口会支持OpenGL

imwrite 函数

imwrite函数用于将图像保存到制定的文件。图像格式是基于文件扩展名的，可以保存的扩展名和imread中可以读取的图像扩展名一致。

bool imwrite( const String& filename, InputArray img,
          const std::vector<int>& params = std::vector<int>());

第一个参数，const String & ，类型的filename， 填写需要写入的图像数据。注意，要带上后缀。

第二个参数，InputArray类型的 img，一般填一个Mat类型的图像数据。

第三个参数，为特定格式保存的参数编码。
对于JPEG 格式的图片，这个参数表示从0 到100 的图片质量。默认值为95。
对于PNG格式的图片，这个参数表示压缩级别从0 到9。 较高意味着更小的压缩尺寸和更长的压缩时间。
对于 PPM,PGM和PBM 格式的图片。这个参数表示二进制格式标识，取值为0或者1，默认值为1.