OpenCV 入门级一

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mob604756f2dcb4 2012-09-28 22:49:00

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首先声明，这一系列博文是本人在学习 OpenCV 的过程中对自身学习的一个总结而已，

仅作为 OpenCV 入门级参考，并没有什么内容值得高手参考，

所以，只适合和我一样正值学习状态者阅读，高手无意者请飘过，但欢迎留言指教。

OpenCV 是一个开源的计算机视觉库，其采用 C/C++ 编写，被设计为可移植的库，

OpenCV 的设计目标是执行速度尽可能的快，

其主要关注的是实时应用，同时，OpenCV 的另一个目标是构建一个简单易用的计算机视觉框架，

以帮助开发人员更便捷地设计更复杂的计算机视觉相关的应用程序。

OpenCV 的结构和内容

上面这幅截图是 OpenCV 源码的文件组成结构，可以看出其中包括 cv ，cvaux , cxcore ， highgui ， ml 这 5 个模块。

如果以库来体现这几个模块之间的关系的话，可以采用下面的结构图来展现：

CV: 包含了基本的图像处理函数和高级的计算机视觉算法，包括图像处理，

图像结构分析，运动描述和跟踪，模式识别和摄像机标定。

ML: 是机器学习库，包含一些基于统计的分类和聚类工具。

HighGUI: 包含图像和视频的输入/输出函数。

CXCORE: 包含了 OpenCV 的一些基本的数据结构和相关函数。

CVAUX： 该模块则是一般用存放即将被淘汰的算法和函数，同时也包含一些新出现的实验性的函数和算法。

关于 OpenCV 的介绍到此介绍，下面呢，就是通过一个 Demo 来学习一些常用的 API 的使用。

Demo 学习

Demo01

下面的 Demo 将介绍如何显示一张图片，具体 API 的使用请注意注释。

//在HighGUI 模块中包含了图像和视频的输入/输出的基本函数
#include "highgui.h"

//使用了命令行下运行的形式，其中要在命令行下传递参数
int main(int argc,char ** argv)
{
	//通过cvLoadImage 将一幅指定路径的图片加载到内存中
	//同时会生成一个IplImage 类型的结构
	//这个结构会指向图片所在的内存区域
	IplImage * image=cvLoadImage(argv[1]);
	//通过cvNamedWindow 来建立一个窗体
	//因为图片必须在指定的窗体中才能显示
	cvNamedWindow("Demo01",0);
	//通过cvShowImage 函数来指定在指定的窗口中显示指定的图片
	cvShowImage("Demo01",image);

	//暂停程序的执行
	//只有当用户按下任意键后才执行后面的代码
	cvWaitKey(0);
	//释放掉加载到内存中的图片所占的内存资源
	cvReleaseImage(&image);
	//销毁窗口
	cvDestroyWindow("Demo01");
}

至于程序的执行的话，必须到命令行下执行，同时还需要将一张图片拷贝到 exe 文件所在的目录，

然后再在命令行中指定该图片作为参数传递到 Main 函数中。

Demo02

下面继续看下一个 Demo，这个 Demo 将展示播放视频文件：

//图像和视频的输入/输出均在HighGUI 模块中
#include "highgui.h"

//播放视频文件只需要循环的顺序的读取视频中的每一帧
//读到帧后，便可以将这个帧作为普通的图像一样显示即可
int main(int argc,char **argv)
{
	//首先需要建立一个窗口来容纳视频的播放
	cvNamedWindow("Demo02",CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	//打开一个视频文件，返回的 CvCapture 结构中包含了视频文件的信息
	CvCapture *capture=cvCreateFileCapture(argv[1]);

	IplImage *frame;
	//循环顺序的读取视频中的帧
	while(1)
	{
		//获取当前播放帧的下一个帧,并且将获取到的帧加载到内存中，覆盖掉前面帧所占的内存控件
		frame=cvQueryFrame(capture);
		if(!frame)
		{
			//如果没有读取到帧的话则说明播放完毕了
			//从而退出播放
			break;
		}
		//将读取到的帧显示在窗口中
		cvShowImage("Demo02",frame);
		//每播放一个帧就在此等待30 毫秒
		char c=cvWaitKey(30);
		//如果在30 ms 中用户按下了ESC 键
		//(ESC 的ASCII 为27)则退出播放
		if(c==27)
		{
			break;
		}
	}

	//分配的内存需要手动释放
	cvReleaseCapture(&capture);
	//销毁窗口
	cvDestroyWindow("Demo02");
}

Demo03

上面呢，确实是可以成功的播放视频了，但是一般的视频播放器都是有个滚动条的，

允许用户手动拖动滚动条从而定位到视频指定的帧上，

下面我们就要实现这个功能了。

//CV 模块中包含了图像处理，图像结构分析，
//运动描述和跟踪，模式识别和摄像机标定
#include "cv.h"

//包含了图像和视频的输入/输出
#include "highgui.h"

//用来标定滚动条当前的位置
int g_Pos=0;
//将打开的视频文件作为一个全局变量使用
CvCapture * g_Capture=NULL;

//当拖动滚动条后，会回调这个函数
//同时会将当前滚动条的位置以32 位形式传递过来
void CallBackTrackBarSlide(int pos)
{
	//这里便是重新设置视频文件当前播放的帧
	cvSetCaptureProperty(g_Capture,CV_CAP_PROP_POS_FRAMES,pos);
}


int main(int argc,char **argv)
{
	cvNamedWindow("Demo03",CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	//根据参数打开指定的视频文件
	g_Capture=cvCreateFileCapture(argv[1]);

	//获得总的帧数
	int totalFrames=
		(int)cvGetCaptureProperty(g_Capture,CV_CAP_PROP_FRAME_COUNT);

	if(totalFrames!=0)
	{
		//创建滚动条，在这里指定了滚动条拖动后的回调函数
		cvCreateTrackbar("TrackBar","Demo03",
			&g_Pos,totalFrames,CallBackTrackBarSlide);
	}

	IplImage * frame;
	//循环的顺序的遍历所有的帧
	while(1)
	{
		//获取当前帧的下一个帧，并将其加载到内存中
		frame=cvQueryFrame(g_Capture);
		if(!frame)
		{
			break;
		}
		cvShowImage("Demo03",frame);
		char chKeyCode=cvWaitKey(30);
		if(chKeyCode==27)
		{
			break;
		}
	}

	cvReleaseCapture(&g_Capture);
	cvDestroyWindow("Demo03");

	return 0;
}

在测试的时候需要注意，有一些视频文件时不支持动态指定帧的操作，所以有可能拖动时会失败。

然后就可以拖动滚动条来定位帧了

Demo03

上面的 Demo 呢确实是实现了可以通过拖动滚动条来实现对视频帧的动态控制，

但是有一个问题就是滚动条并不会跟随视频的播放而自带增加，也就是，随时时间流逝，

视频会一直播放，但是滚动条如果不人为地拖动的话是不会发生改变的，

而我们要是实现的就是当视频播放到哪一个帧了，滚动条就应该位于相应的位置上，

所以下面的 Demo 就来实现这个功能。

//CV 模块中包含了图像处理，图像结构分析，
//运动描述和跟踪，模式识别和摄像机标定
#include "cv.h"

//包含了图像和视频的输入/输出
#include "highgui.h"

//用来标定滚动条当前的位置
int g_Pos=0;
//将打开的视频文件作为一个全局变量使用
CvCapture * g_Capture=NULL;

//当拖动滚动条后，会回调这个函数
//同时会将当前滚动条的位置以32 位形式传递过来
void CallBackTrackBarSlide(int pos)
{
	//这里便是重新设置视频文件当前播放的帧
	cvSetCaptureProperty(g_Capture,CV_CAP_PROP_POS_FRAMES,pos);
	g_Pos=pos;
}


int main(int argc,char **argv)
{
	//建立一个名字叫做Demo04 的窗体
	cvNamedWindow("Demo04",CV_WINDOW_AUTOSIZE);
	//根据参数打开指定的视频文件
	g_Capture=cvCreateFileCapture(argv[1]);

	//获得总的帧数
	int totalFrames=
		(int)cvGetCaptureProperty(g_Capture,CV_CAP_PROP_FRAME_COUNT);

	if(totalFrames!=0)
	{
		//创建滚动条，在这里指定了滚动条拖动后的回调函数
		cvCreateTrackbar("TrackBar","Demo04",
			&g_Pos,totalFrames,CallBackTrackBarSlide);
	}

	IplImage * frame;

	//循环的顺序的遍历所有的帧
	while(1)
	{
		//获取当前帧的下一个帧，并将其加载到内存中
		frame=cvQueryFrame(g_Capture);
		if(!frame)
		{
			break;
		}
		cvShowImage("Demo04",frame);
	
		char chKeyCode=cvWaitKey(30);
		if(chKeyCode==27)
		{
			break;
		}

		g_Pos++;

		//当播放完200 个帧的时候才触发滚动条滚动
		if(g_Pos%200==0)
		{
			cvSetTrackbarPos("TrackBar","Demo04", g_Pos);
		}
	}

	cvReleaseCapture(&g_Capture);
	cvDestroyWindow("Demo03");

	return 0;
}