OpenCV 常用函数(一)

本文主要介绍：Opencv常用函数，如均值、最大最小、归一化、滤波、旋转、求连通域等函数。

一、基本函数

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1. //初始化  
2. Mat img = Mat::zeros(Height, Width, CV_8UC1);  
3. Mat img = Mat::ones(Height, Width, CV_8UC1);  
4. Mat img(Height, Width,CV_32FC1, Scalar(5));  
5. img.create(Height, Width, CV8UC1);  
6.   
7. //数据类型转化  
8. img.convertTo(dstImg, dataType);  
9.   
10. //读写图像  
11. imwrite(pathm, img);  
12. imread(path,  flag); // 0 灰度图 1 原图  
13.   
14. //显示图像  
15. namedWindow("name",1); //1 大小和图像相同，窗口不可拉伸  0 窗口可拉伸  
16. imshow("name", img); //可以直接用imshow  
17. waitKey(0); //图像上点击Enter退出程序  
18.   
19. //矩阵元素访问  
20. img.at<类型>(i,j) //类型一定和img相同  
21. CV_8UC1     unsigned char  
22. CV_32FC1    float  
23. CV_64FC1    double  
24.   
25. // Mat* 元素访问方式  
26. bins为Mat *bins  
27. bins->ptr<float>(i)  
28.   
29. //判断读取数据为空  
30. IplImage* dst1 =  cvLoadImage(path.c_str(), 1 );  //rgb图  
31. if(!src1)  
32. {  
33.     printf("读取图像 %s 失败\n", path.c_str());  
34.     return false;  
35. }  
36.   
37. img = imread(tempPath, 1);   
38. if(!img.data)  
39. {  
40.     printf("序列图模板匹配时，读取 %s 模板失败!\n", tempPath.c_str());  
41.     return false;  
42. }  
43.   
44.   
45. //求最大最小值  
46. double maxval, minval;   
47. minMaxIdx(inImg,&minval,&maxval);  
48.   
49. //求均值方差  
50. Mat avg1, std1;  
51. meanStdDev(inImg, avg1, std1);  
52. double mean = avg1.at<double>(0,0); //多波段，依次为(0,1)，(0,2)...  
53. double std = std1.at<double>(0,0);  
54.   
55. //Mat矩阵求和  
56. Mat I;  
57. Scalar s = sum(I);   
58. Sum = s.val[0]; //多波段，则每个波段依次为 s.val[1]、s.val[2]...  
59.   
60. //Mat其他操作  
61. exp(I,I); //矩阵自然指数  
62. cartToPolar(X, Y, Grad, Angle); //由x y 方向变化量求梯度和角度  
63. normalize(img, img, 1.0, 0.0, CV_MINMAX);//归一化到0-1  
64. sqrt(img, img); //开矩阵平方 数据类型不变  
65. double fro = norm(img, NORM_L2); //F范数  
66.   
67. //卷积运算  BORDER_REFLECT_101对称扩展  图像大小不变  
68. float se[3] = {-1 ,0 ,1};  
69. Mat Kernel(1,3,CV_32FC1, se);  
70. filter2D(srcImg, dstImg, -1, Kernel,  Point(-1,-1), 0, BORDER_REFLECT_101);  
71.   
72. //形态学运算  
73. int dilaw = 2;  
74. Mat  element = getStructuringElement(MORPH_ELLIPSE, Size(2*dilaw+1,2*dilaw+1), Point(dilaw,dilaw)); //结构元素  
75. dilate(srcImg, dstImg, element); //膨胀  
76. morphologyEx(srcImg, dstImg, MORPH_OPEN, element ,Point(-1,-1),1);  
77.   
78.   
79. //计算主轴方向  
80. Moments centmom = moments(img, 1);  
81. double axis = atan2(2*centmom.mu11, centmom.mu20-centmom.mu02)/2;  
82.   
83.   
84. //图像归一化   
85. normalize(img,img,0,1, CV_MINMAX);  
86. //归一化方法  
87.     CV_C - 归一化数组的C-范数(绝对值的最大值)  
88.     CV_L1 - 归一化数组的L1-范数(绝对值的和)  
89.     CV_L2 - 归一化数组的(欧几里德)L2-范数  
90.     CV_MINMAX - 数组的数值被平移或缩放到一个指定的范围  

二、从矩阵中截取一部分

1.利用Rect数据类型

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1. Rect(左上x, 左上y, 宽度， 高度)  
2. Rect rect(begx,begy,width,height); // (左上x, 左上y, 宽度, 高度)  
3. img(rect).copyTo(Img2) //拷贝矩形区域  

2.利用Range

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1. img.copyTo(dstImg(Range(y1,y2),Range(x1,x2)));//起点从0开始，Range(y1,y2) 包含y1不包含y2 [y1,y2)  
2. //上式等价于：  
3. Rect rect(x1, y1, x2-x1, y2-y1);  
4. img.copyTo(dstImg(rect));  
5. Range::all() //所有行或列  

三、连通域与图像填充

1.封闭区域填充

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1. //封闭区域填充  
2. Mat maskImg =Mat::zeros(img.rows,img.cols, CV_8UC1);  
3. circle(maskImg, pt, cvRound(radius), Scalar(1), 1, 8, 0);  
4. vector<vector<Point>> contours;  
5. vector<Vec4i>hierarchy;  
6. findContours(maskImg,contours,hierarchy,CV_RETR_CCOMP,CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE);  
7. drawContours(maskImg,contours,0, Scalar(1),CV_FILLED, 8 ); //填充  

2.获取连通域信息

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1. Mat usctemp;  
2. img.convertTo(usctemp, CV_8UC1);  
3. int roiH = usctemp.rows;  
4. int roiW = usctemp.cols;  
5. Mat src = Mat::zeros(roiH+2, roiW+2,CV_8UC1 ); //寻找连通域  
6. usctemp.copyTo(src(Range(1,roiH+1),Range(1,roiW+1))); //对边界扩展  
7.   
8. vector<vector<Point>> contours; //求连通域边界坐标  
9. vector<Vec4i>hierarchy;  
10. findContours(src, contours, hierarchy, CV_RETR_EXTERNAL,CV_CHAIN_APPROX_NONE);  
11. Rect bound = boundingRect(contours[0]);   
12.   //连通域相关特征提取函数  
13. boundingRect //外接矩形 Rect boundingRect(InputArray points)  
14. minAreaRect //旋转的外包络矩形 RotatedRect minAreaRect(InputArray points)  
15. contourArea // double contourArea(InputArray contour, bool oriented=false )  
16. convexHull // void convexHull(InputArray points, OutputArray hull, bool clockwise=false,   
17.               //bool returnPoints=true)  
18. convexityDefects //void convexityDefects(InputArray contour, InputArray convexhull, OutputArray convexityDefects)  
19. ...  

四、常用函数

1.获取运行时间

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1. //获取运行时间  
2. double t = (double)getTickCount();    
3. t = ((double)getTickCount() - t)/cvGetTickFrequency() * 1e-6;  //单位为s  
4. cout << "the time is :" << t << endl;    

2.采样

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1. /*********************************************************************** 
2.     函数名称：MatImgSample 
3.     函数功能：对IplImage类型的图像进行采样 
4.     函数参数： 
5.         src     :原图像 
6.         dRatioX ：列采样比率，0.5为2采样 
7.         dRatioY ：行采样比率，0.5为2采样 
8.         nType   ：采样类型， 1  resize, 2 pyrDown, 3 pyrUp  
9.     返回值：采样后的图像 
10.     创建人 ：pzh 
11.     创建时间：2016.3.1 
12.     备注： 
13. ***********************************************************************/  
14. bool MatImgSample(Mat &src, Mat &dst, double dRatioX, double dRatioY, int nType)  
15. {  
16.   
17.     if(nType == 1) //直接降采样或上采样  上、下采样由dRatioX、dRatioY决定  
18.         resize(src, dst, Size(), dRatioX, dRatioY);   
19.     else if(nType == 2) //高斯降采样，即先高斯平滑，后采样  
20.         pyrDown(src, dst, Size(src.cols*dRatioX, src.rows*dRatioX)); //2采样正确 4采样会出现错误  
21.     else if(nType == 3)  
22.         pyrUp(src, dst, Size(src.cols*dRatioX, src.rows*dRatioX));  
23.     else  
24.     {  
25.         printf("没有该采样类型。\n");  
26.         return false;  
27.     }  
28.   
29.     return true;  
30. }  
31.   
32.   
33. /*********************************************************************** 
34.     函数名称：IplImageSample 
35.     函数功能：对IplImage类型的图像进行采样 
36.     函数参数： 
37.         src     :原图像 
38.         dRatioX ：列采样比率，0.5为2采样 
39.         dRatioY ：行采样比率，0.5为2采样 
40.         nType   ：采样类型， 1  cvResize, 2 cvPyrDown, 3 cvPyrUp  
41.     返回值：采样后的图像 
42.     创建人 ：pzh 
43.     创建时间：2016.3.1 
44.     备注： 
45. ***********************************************************************/  
46. IplImage* IplImageSample(IplImage *src, double dRatioX, double dRatioY, int nType)  
47. {  
48.   
49.     CvSize dstSize ;  
50.     dstSize.width = src->width*dRatioX;    
51.     dstSize.height = src->height*dRatioY;    
52.     IplImage* dst = cvCreateImage(dstSize,src->depth,src->nChannels);  
53.   
54.   
55.     if(nType == 1) //直接降采样或上采样  上、下采样由dRatioX、dRatioY决定  
56.         cvResize(src,dst,CV_INTER_CUBIC);    
57.     else if(nType == 2) //高斯降采样，即先高斯平滑，后采样  
58.         cvPyrDown( src, dst, CV_GAUSSIAN_5x5 );   
59.     else if(nType == 3)  
60.         cvPyrUp( src, dst, CV_GAUSSIAN_5x5 );   
61.     else  
62.     {  
63.         printf("没有该采样类型。\n");  
64.         return NULL;  
65.     }  
66.   
67.     return dst;  
68. }  

3.旋转

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1. /*********************************************************************** 
2.     函数名称：ImgRotate 
3.     函数功能：图像旋转 
4.     函数参数： 
5.         inImg       :输入图像矩阵   
6.         rotateImg   :旋转后图像   
7.         theta       :角度单位 度  大于0向逆时针 小于0向顺时针 
8.          
9.     创建人 ：pzh 
10.     创建时间：2015.12.11 
11.     备注： 
12. ***********************************************************************/  
13. bool  ImgRotate(const Mat &inImg, Mat &rotateImg, double theta )  
14. {  
15.   
16.     int Height = inImg.rows;  
17.     int Width = inImg.cols;  
18.   
19.   
20.     //图像扩展，计算旋转中心和旋转矩阵  
21.     int maxLength = int(sqrt(double(Height*Height + Width*Width)));  
22.     Mat extImg = Mat::zeros(maxLength, maxLength, inImg.type());  
23.     int roiX = maxLength/2 - Width/2;//ROI矩形左上角的x坐标  
24.     int roiY = maxLength/2 - Height/2;//ROI矩形左上角的y坐标  
25.     inImg.copyTo(extImg(Range(roiY, roiY+Height), Range(roiX, roiX+Width)));  
26.   
27.     //旋转中心  
28.     Point rotaCent;  
29.     rotaCent.y = maxLength/2;  
30.     rotaCent.x = maxLength/2;  
31.   
32.     Mat rotaMat = getRotationMatrix2D(rotaCent, theta, 1); //  
33.     //得到的旋转矩阵 [cos  sin (1-cos)*c.x  
34.     //                -sin cos  (1-sin)*c.y  
35.       
36.     warpAffine(extImg, rotateImg, rotaMat,Size(maxLength,maxLength));//,1,0,0);  
37.   
38.     return true;  
39.   
40. }