文章目录

• OpenCV数据结构与基本绘图（Opencv3编程入门第4章）
• • 第一节 基础图像容器Mat
  • 二、常用数据结构和函数
  • 基本图形的绘制
  • 参考文献：OPenCV3编程入门 电子工业出版社 毛星云 冷雪飞等编著

OpenCV数据结构与基本绘图（Opencv3编程入门第4章）

第一节 基础图像容器Mat

1. Mat是一个类，由两部分数据组成：矩阵头（包含矩阵尺寸、储存方法、储存地址等信息）和一个指向储存所有像素值的矩阵的指针。

2. 不到万不得已，不应该进行大图像的复制，因为这会降低程序的运行速度。

3. Mat类型对象的拷贝

Mat A, C;   //仅创建信息头部分
A = imread("1.jpg");     //为矩阵开辟内存空间
Mat B(A);    //使用拷贝构造函数
C= A；
//----------------------------------------------------------
//以上结果得到的A,B,C均指向同一个矩阵，对其中任意一个进行修改，另外两个的矩阵值也会随之变化。
//-----------------------------------------------------------Mat F = A.clone();
Mat G;
A.copyTo(G);
//----------------------------------------------------------
//使用clone或者cloneTo可以复制矩阵本身，F,G，A分别指向不同的三个矩阵。
//-----------------------------------------------------------

4. 小结：

• OpenCV函数中输出图像的内存分配是自动完成的。
• 使用OpenCV的C++接口时不需要考虑内存释放的问题。
• 赋值运算符和拷贝构造函数只复制信息头（只复制指针）。
• 使用函数clone(）或者成员方法copyTo()来复制一幅图像的矩阵。

5. 四种颜色系统

• RGB
• HSV和HLS把颜色分解为色调、饱和度和亮度/明度。
• YCrCb在JPEG图像格式中广泛使用。
• CIE Lab*是一种在感知上均匀的颜色空间，他适合用来度量两个颜色之间的距离。

6. 创建Mat对象的几种方法

• 使用Mat构造函数

Mat M(2, 2, CV_8UC3, Scalar(0, 0, 255));
cout << M;
// 输出:[0, 0, 255, 0, 0, 255; 0, 0, 255, 0, 0, 255]

CV_8UC3表示使用8位的unsigned char类型，每个像素有三个元素组成三通道。
Scalar是个short类型的向量

• 创建一个超过两维的矩阵：

int sz[3] = {2,2,2};
Mat L(3, sz, CV_8UC, Scalar::all(0));

第一个参数指定维度，然后传递一个指向数组的指针，包含每个维度的尺寸；后续的两个参数与之前的相同。

• 为已存在的Ipllmage指针创建信息头

IplImage* img = cvLoadImage("1.jpg", 1);
Mat mtx(img);

• 利用create()函数

M.create(4, 4, CV_8UC(2));

其中CV_8UC(2)表示2通道的8位unsigned char。
此创建方法不能为矩阵设置初值，只是在改变尺寸时重新为矩阵数据开辟内存而已。

• 采用Matlab式的初始化方式

Mat E = Mat::eye(4, 4, CV_64F);
Mat O = Mat::ones(2,2,CV_32F);
Mat Z = Mat::zeros(3, 3, CV_8UC1);

• 对小矩阵使用逗号分隔式初始化函数

Mat C = (Mat (3,3) << 0, -1, 0, -1, 5, -1, 0, -1, 0);

• 为已存在的对象创建新信息头

 Mat RowClone = C.row(1).clone();

• 先分配内存，在进行初始化赋值

Mat r = Mat(10, 3, CV_8UC3);
randu(r, Scalar::all(0), Scalar::all(255));     //在0 - 255之间取随机数进行赋值

7. opencv的Mat格式化输出有很多样式，个人认为没有太大的作用，只要使用cout就可以了。

8. 其他数据结构

• 二维点：Point2f p(6,2);
• 三维点：Point3f p3f(8, 2, 0);
• 基于Mat类的std::vector

vector v;
v.push_back(3);
v.push_back(5);
v.push_back(7);

• 定义和输出std::vector点

vector points(20);
for (size_t i = 0; i < points.size(); ++i)points[i] = Point2f((float)(i * 5), (float)(i % 7));
cout << points;

二、常用数据结构和函数

1. Point类

Point point;
point.x = 10;
point.y = 8;Point point = Point(10, 8);

Point_、Point2i、Point互相等价， Point_、Point2f相互等价

2. 颜色的表示：Scalar类
   Scalar(a,b,c);三个参数分别为蓝色分量、绿色分量、红色分量。

3. 尺寸的表示：Size类
   Size_、Size2i、Size这三个类名等价。

4. Rect类
   成员变量有x，y，width，height；成员函数有Size()返回Size；area()返回矩形的面积；contains（Point）判断点是否在矩形内；tl()返回左上角坐标；br()返回右下角坐标。

Rect rectShitf = rect + point;      //平移矩形
rect rectScale = rect + Size;		//缩放矩形

5. 颜色空间转换
   void cvtColor(InputArray src, OutputArray dst, int code, int dstCn=0);
   src和dst分别表示输入图像和输出图像；code为颜色空间转换的标识符；第四个参数为目标图像的通道数，默认为0表示输出图像取输入图像的通道数。

基本图形的绘制

• 头文件paint.h

#ifndef PAINT_H
#define PAINT_H
#include 
using namespace cv;
void DrawEllipse(int x, int y, int width, int length, Mat img, float angle);
void DrawFilledCircle(Mat img, Point center, int radium);
#endif // PAINT_H

• 源文件paint.cpp

#include "paint.h"
#include 
#include 
#include 
using namespace cv;void DrawEllipse(int x, int y, int width, int length, Mat img, float angle) {/*x,y：椭圆中心的位置width，length：椭圆所在的矩形的大小img：Mat对象angle：椭圆旋转的角度*/int thickness = 2;int lineType = 8;ellipse( img,	//将输出的结果存放在imgPoint(x, y),	//椭圆中心的位置Size(width, length),   //椭圆所在的矩形的大小angle,   //椭圆旋转的角度0,		//椭圆扩展的弧度从0-360360,Scalar(255, 129, 0), thickness,  //线宽lineType);	//线型
}void DrawFilledCircle(Mat img, Point center, int radium) {/*center：圆心radium：半径*/int thickness = -1;int lineType = 8;circle(img,center,radium,Scalar(0, 0, 255),thickness,lineType);
}

• 源文件main.cpp

#include 
#include 
#include 
#include "paint.h"
using namespace cv;#define WINDOW_NAME1 "【绘制图1】"
#define WINDOW_NAME2 "【绘制图2】"
#define WINDOW_WIDTH 600int main() {// 创建空白的Mat图像Mat atomImage = Mat::zeros(WINDOW_WIDTH, WINDOW_WIDTH, CV_8UC3);Mat rookImage = atomImage.clone();//线绘制出椭圆DrawEllipse(WINDOW_WIDTH / 2, WINDOW_WIDTH / 2, WINDOW_WIDTH / 4, WINDOW_WIDTH / 16, atomImage, 90);DrawEllipse(WINDOW_WIDTH / 2, WINDOW_WIDTH / 2, WINDOW_WIDTH / 4, WINDOW_WIDTH / 16, atomImage, 0);DrawEllipse(WINDOW_WIDTH / 2, WINDOW_WIDTH / 2, WINDOW_WIDTH / 4, WINDOW_WIDTH / 16, atomImage, -45);DrawEllipse(WINDOW_WIDTH / 2, WINDOW_WIDTH / 2, WINDOW_WIDTH / 4, WINDOW_WIDTH / 16, atomImage, 45);//绘制实心圆DrawFilledCircle(atomImage, Point(WINDOW_WIDTH / 2, WINDOW_WIDTH / 2), WINDOW_WIDTH / 32);imshow(WINDOW_NAME1, atomImage);moveWindow(WINDOW_NAME1, 0, 200);waitKey(0);return 0;
}

结果如下：

参考文献：OPenCV3编程入门 电子工业出版社 毛星云 冷雪飞等编著

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