系统架构设计和功能模块划分的区别

目录

第四章、OpenCV基本结构与数据绘图

4.1、基础图像容器Mat

4.1.1、数字图像存储概述

4.1.2、Mat结构的使用

4.1.3、像素值的存储方法

4.1.4、显式创建Mat对象的七种方法

4.1.5、OpenCV中的格式化输出方法

4.1.6、输出其他常用数据机构

4.2、常用数据结构和函数

4.2.1、点的表示：Point类

4.2.2、颜色的表示：Scalar类

4.2.3、尺寸的表示：Size类

4.2.4、矩阵的表示：Rect类

4.2.5、颜色空间转换：cvtColor()

4.2.6、其他常用知识点

4.3、基本图形的绘制

---

第四章、OpenCV基本结构与数据绘图

4.1、基础图像容器Mat

4.1.1、数字图像存储概述

4.1.2、Mat结构的使用

• Mat是一个类，有两个数据部分组成：矩阵头（矩阵尺寸、存储方法、存储地址）；指向存储所有像素值的矩阵（根据所选存储方法的不同，矩阵可以是不同的维数）的指针。矩阵头的尺寸是常数值，但矩阵本身的尺寸会依图像的不同而不同，通常比及枕头的尺寸大数个数量级。
• 赋值运算符和拷贝构造函数值复制信息头
• 使用函数clone()和copyTo()来复制一副图像的矩阵

4.1.3、像素值的存储方法

• 存储像素值需要指定颜色空间和数据类型。颜色空间是指针对一个给定的颜色，如何组合颜色元素对其编码。
• RGB+A（透明颜色）

4.1.4、显式创建Mat对象的七种方法

• 1、使用Mat()构造函数

• Mat m(2,2,CV_8UC3,Scalar(0,0,255))
• 对于二维多通道图像，首先要定义其尺寸，即行数和列数。然后需要指定存储元素的数据类型以及每个矩阵点的通道数。
• CV_[位数][带符号与否][类型前缀]C[通道数]

• 2、在c++中通过构造函数进行初始化

• int sz[3]={2,2,2}
• Mat m(3,sz,CV_8UC,Scalar::all(0))
• 创建一个超过两维的矩阵：指定维数，传递一个指向一个数组的指针，数组包括每个维度的尺寸；后续的两个参数与第一种方法一样

• 3、为已存在的IplImage指针创建信息头

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

• 4、利用Create()函数

• M.Create(4,4,CV_8UC(2));此方法不能为矩阵设初值，只是在改变尺寸时重新为矩阵数据开辟内存而已

• 5、采用Matlab的初始化方式

• Mat e=Mat::eye(4,4,CV_64F)

• 6、对小矩阵使用逗号分隔式初始化函数

• Mat c = (Mat_<double>(3,3)<<0,-1,0,-1,0,-1,0)

• 7、为已存在的对象创建新信息头

• Mat R=C.row(1).clone();

4.1.5、OpenCV中的格式化输出方法

• Mat r = Mat(10,3,CV_8UC3);
• randu(r,Scalar::all(0),Scalar::all(255))
• 初始化完r矩阵：

• opencv默认风格

• cout<<r

• python风格

• cout<<format(r,Formatter::FMT_PYTHON)

• 逗号分隔符风格

• cout<<format(r,Formatter::FMT_CSV)

• Numpy

• format(r,Formatter::FMT_NUMPY)

• c语言风格

• format(r,Formatter::FMT_C)

4.1.6、输出其他常用数据机构

• 1、定义和输出二维点

• Point2f p(6.2);cout<<p

• 2、定义和输出三维点

• Point3f p3f(8,2,0)

• 3、定义和输出基于Mat的vector

• vector<float> v
• v.push_back(3);v.push_back(5);v.push_back(7)

• 4、定义和输出vector点

• points[i]=Point2f((float)(i*5),(float)(i%7))

4.2、常用数据结构和函数

• 4

4.2.1、点的表示：Point类

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

4.2.2、颜色的表示：Scalar类

• Scalar()表示具有4个元素的数组，用于传递像素值，对于此函数用不到第四个参数则不需要写出来，Scalar(a,b,c)表示RGB颜色，红c，绿b，蓝a

4.2.3、尺寸的表示：Size类

• Size(5,5);

4.2.4、矩阵的表示：Rect类

• Rect的成员变量有x,y,width,height,分别为左上角点的坐标和矩形的宽和高。常见的成员函数有Size()返回值为Size；area()返回矩形的面积；contains(Point)判断点是否在矩形内、inside(Rect)判断矩形是非在该矩形内；tl()返回左上角点坐标，br()返回右下角坐标。
• 求两个矩形的交集和并集：rect1 & rect2; rect1 | rect2
• 进行平移和缩放：rect+point; rect+size

4.2.5、颜色空间转换：cvtColor()

• void cvtColor(InputArray src,OutputArray dst, int code, int dstCn=0)
• 第一个参数为输入图像，第二个为输出图像，第三个为颜色空间转换的标识符，第四个为目标图像的通道数，为0表示目标图像取源图像的通道数
• cvtColor(srcImage,dstImage.COLOR_GRAY2BGR)转换原始图为灰度图

4.2.6、其他常用知识点

4.3、基本图形的绘制

• 用于绘制椭圆的ellipse函数
• 实心圆的绘制
• 多边形
• 线

#include<opencv2/core/core.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>

#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>

using namespace cv;

#define WINDOWNAME1 "【绘制图1】"

#define WINDOWNAME2 "【绘制图2】"

#define WINDOWWIDTH 600 //定义窗口大小的宏

//--------[DrawEllipse]函数--------------

//自定义的绘制函数，实现了绘制不同角度、相同尺寸的椭圆

void DrawEllipse(Mat img, double angle)

{

int thickness = 2;

int lineType = 8;

ellipse(img,

Point(WINDOWWIDTH / 2, WINDOWWIDTH / 2),

Size(WINDOWWIDTH / 4, WINDOWWIDTH / 16),

angle, 0, 360, Scalar(255, 129, 0),

thickness, lineType);

}

//-----------DrawFilledCircle()函数------------

//自定义的绘制函数，实现实心圆的绘制

void DrawFilledCircle(Mat img, Point center)

{

int thickness = -1;

int lineType = 8;

circle(img, center, WINDOWWIDTH / 32,

Scalar(0,0,255),thickness,lineType);

}

//--------DrawPolygon

//实现了凹多边形的绘制

void DrawPolygon(Mat img)

{

int lineType = 8;

//创建一些点

Point rookPoints[1][20];

rookPoints[0][0] = Point(WINDOWWIDTH / 4, 7 WINDOWWIDTH / 8);

rookPoints[0][1] = Point(3 WINDOWWIDTH / 4, 7 WINDOWWIDTH / 8);

rookPoints[0][2] = Point(3 WINDOWWIDTH / 4, 13 WINDOWWIDTH / 16);

rookPoints[0][3] = Point(11 WINDOWWIDTH / 16, 13 WINDOWWIDTH / 16);

rookPoints[0][4] = Point(19 WINDOWWIDTH / 32, 3 WINDOWWIDTH / 8);

rookPoints[0][5] = Point(3 WINDOWWIDTH / 4, 3 WINDOWWIDTH / 8);

rookPoints[0][6] = Point(3 WINDOWWIDTH / 4, WINDOWWIDTH / 8);

rookPoints[0][7] = Point(26 WINDOWWIDTH / 40, WINDOWWIDTH / 8);

rookPoints[0][8] = Point(26 WINDOWWIDTH / 40, WINDOWWIDTH / 4);

rookPoints[0][9] = Point(22 WINDOWWIDTH / 40, WINDOWWIDTH / 4);

rookPoints[0][10] = Point(22 WINDOWWIDTH / 40, WINDOWWIDTH /8);

rookPoints[0][11] = Point(18 WINDOWWIDTH / 40, WINDOWWIDTH / 8);

rookPoints[0][12] = Point(18 WINDOWWIDTH / 40, WINDOWWIDTH / 4);

rookPoints[0][13] = Point(14 WINDOWWIDTH / 40, WINDOWWIDTH / 4);

rookPoints[0][14] = Point(14 WINDOWWIDTH / 40, WINDOWWIDTH / 8);

rookPoints[0][15] = Point( WINDOWWIDTH / 4, WINDOWWIDTH / 8);

rookPoints[0][16] = Point(WINDOWWIDTH / 4, WINDOWWIDTH / 8);

rookPoints[0][17] = Point(13 WINDOWWIDTH /32, 3WINDOWWIDTH / 8);

rookPoints[0][18] = Point(5 WINDOWWIDTH / 16, 13 WINDOWWIDTH / 16);

rookPoints[0][19] = Point(WINDOWWIDTH / 4, 13WINDOWWIDTH / 16);

const Point ppt[1] = { rookPoints[0] };

int npt[] = { 20 };

fillPoly(img, ppt, npt, 1, Scalar(255, 255, 255), lineType);

}

//实现线的绘制

void DrawLine(Mat img, Point start, Point end)

{

int thickness = 2;

int lineType = 8;

line(img, start, end, Scalar(0, 0, 0), thickness, lineType);

}

int main(void)

{

//创建空白的Mat图像

Mat atomImage = Matzeros(WINDOWWIDTH, WINDOWWIDTH, CV8UC3);

Mat rookImage = Matzeros(WINDOWWIDTH, WINDOWWIDTH, CV8UC3);

//-------------1、绘制化学中的原子示例图------------

//1.1、先绘制椭圆

DrawEllipse(atomImage, 90);

DrawEllipse(atomImage, 0);

DrawEllipse(atomImage, 45);

DrawEllipse(atomImage, -45);

//1.2、绘制圆心

DrawFilledCircle(atomImage, Point(WINDOWWIDTH / 2, WINDOWWIDTH / 2));

//----------2、绘制组合图------------

//2.1、绘制椭圆

DrawPolygon(rookImage);

//2.2、绘制矩形

rectangle(rookImage,

Point(0, 7 WINDOWWIDTH / 8),

Point(WINDOWWIDTH, WINDOWWIDTH),

Scalar(0, 255, 255),

-1, 8

);

//2.3、绘制一些线段

DrawLine(rookImage, Point(0, 15 WINDOWWIDTH / 16), Point(WINDOWWIDTH, 15 WINDOWWIDTH / 16));

DrawLine(rookImage, Point(WINDOWWIDTH/4, 7 WINDOWWIDTH / 8), Point(WINDOWWIDTH/4, WINDOWWIDTH));

DrawLine(rookImage, Point(WINDOWWIDTH /2, 7 WINDOWWIDTH / 8), Point(WINDOWWIDTH / 2, WINDOWWIDTH));

DrawLine(rookImage, Point(3WINDOWWIDTH / 4, 7 WINDOWWIDTH / 8), Point(3WINDOWWIDTH / 4, WINDOWWIDTH));

//-----------3、显示绘制出的图像

imshow(WINDOWNAME1, atomImage);

moveWindow(WINDOWNAME1, 0, 200);

imshow(WINDOWNAME2, rookImage);

moveWindow(WINDOWNAME2, WINDOWWIDTH, 200);

waitKey(0);

return 0;

}