C++opencv进行图像处理(二)

          小案例:C++遍历灰度图和彩色图像素并显示:我们代码在上一节博客文章的基础上进行拓展的。

1.利用普通的方式:          

         首先 我们创建了头文件quickopen.h与上一节相比较增加了一个    void pixel_visit_demo(Mat& image);函数。如下所示:

#pragma once
#include<opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;

class QuickDemo {
public:
	//输入一张图,就会完成一系列的Demo操作
	void colorSpace_Demo(Mat &image);
	void pixel_visit_demo(Mat& image);
};

         之后在源文件中创建的quickdemo.cpp中写pixel_visit_demo(Mat& image);函数的具体实现:如下所示:

#include<quickopencv.h>
//::表示引用自己创建的头文件方法
void QuickDemo::colorSpace_Demo(Mat &image) {
	Mat gray, hsv;
	cvtColor(image, hsv, COLOR_BGR2HSV);
	cvtColor(image, gray, COLOR_BGR2GRAY);
	imshow("HSV", hsv);
	imshow("灰度", gray);
	imwrite("D://hsv.png", hsv);
	imwrite("D://gray.png", gray);
}
void QuickDemo::pixel_visit_demo(Mat& image) {
	int w = image.cols;
	int h = image.rows;
	int dims = image.channels();
	//遍历图像的像素,灰度图是一个通道,而彩色图是三个通道,因此遍历的方式是不同的
	for (int row = 0; row < h; row++) {
		for (int col = 0; col < w; col++) {
			//在这里要判断通道数,因为不同通道数对于图像像素遍历不同
			if (dims == 1) {
				//用下面方式就把原来的像素uchar类型的转化为int类型
				int pv = image.at<uchar>(row, col);
				//对像素值进行取反
				image.at<uchar>(row, col) = 255 - pv;
			}
			if (dims == 3) {
				//对于彩色图片一个位置存放三个通道的三个数
				Vec3b bgr = image.at<Vec3b>(row, col);
				//各个通道的的数据取反为如下所示:
				image.at<Vec3b>(row, col) = 255 - bgr[0];
				image.at<Vec3b>(row, col) = 255 - bgr[1];
				image.at<Vec3b>(row, col) = 255 - bgr[2];
			}
		}
	}
	//像素的读写显示
	imshow("像素读写显示", image);
}

      最后在测试的主函数test.cpp中调用如下所示:

#include<opencv2/opencv.hpp>
#include<iostream>
#include<quickopencv.h>
using namespace cv;
using namespace std;

int main(int argc, char** argv) {
	Mat src = imread("D:\\testImage\\1.jpg");
	if (src.empty()) {
		printf("could not load image...");
		return -1;
	}
	//如果图像过于大,不能完全显示整张图像可以使用namedWindow()可以实现对图像的自由缩放
	namedWindow("input_window", WINDOW_FREERATIO);
	imshow("input_window",src);
	QuickDemo qd;
	qd.pixel_visit_demo(src);
	waitKey(0);
	destroyAllWindows();
	return 0;
}

原图                                                                   通过像素遍历生成的图

2.利用指针的方式

        利用指针的方式速度更快

#include<quickopencv.h>
//::表示引用自己创建的头文件方法
void QuickDemo::colorSpace_Demo(Mat &image) {
	Mat gray, hsv;
	cvtColor(image, hsv, COLOR_BGR2HSV);
	cvtColor(image, gray, COLOR_BGR2GRAY);
	imshow("HSV", hsv);
	imshow("灰度", gray);
	imwrite("D://hsv.png", hsv);
	imwrite("D://gray.png", gray);
}
void QuickDemo::pixel_visit_demo(Mat& image) {
	int w = image.cols;
	int h = image.rows;
	int dims = image.channels();
	//遍历图像的像素,灰度图是一个通道,而彩色图是三个通道,因此遍历的方式是不同的
	/*
	for (int row = 0; row < h; row++) {
		for (int col = 0; col < w; col++) {
			//在这里要判断通道数,因为不同通道数对于图像像素遍历不同
			if (dims == 1) {
				//用下面方式就把原来的像素uchar类型的转化为int类型
				int pv = image.at<uchar>(row, col);
				//对像素值进行取反
				image.at<uchar>(row, col) = 255 - pv;
			}
			if (dims == 3) {
				//对于彩色图片一个位置存放三个通道的三个数
				Vec3b bgr = image.at<Vec3b>(row, col);
				//各个通道的的数据取反为如下所示:
				image.at<Vec3b>(row, col) = 255 - bgr[0];
				image.at<Vec3b>(row, col) = 255 - bgr[1];
				image.at<Vec3b>(row, col) = 255 - bgr[2];
			}
		}
	}
	*/
	//下面我们用指针的方式进行实现,给每一行一个指针
	for (int row = 0; row < h; row++) {
		//指针是uchar类型
		uchar* current_row = image.ptr<uchar>(row);
		for (int col = 0; col < w; col++) {
			//在这里要判断通道数,因为不同通道数对于图像像素遍历不同
			if (dims == 1) {
				//用下面方式就把原来的像素uchar类型的转化为int类型
				int pv = *current_row;
				//对像素值进行取反
				*current_row++ = 255 - pv;
			}
			if (dims == 3) {
				//对于彩色图片一个位置存放三个通道的三个数
				Vec3b bgr = image.at<Vec3b>(row, col);
				//各个通道的的数据取反为如下所示:
				*current_row++ = 255 - bgr[0];
				*current_row++ = 255 - bgr[1];
				*current_row++ = 255 - bgr[2];
			}
		}
	}

	//像素的读写显示
	imshow("像素读写显示", image);
}

### 使用C++OpenCV进行图像拼接 #### 准备工作 为了使用C++OpenCV执行图像拼接操作,需先安装配置好OpenCV库环境。确保开发环境中已正确设置OpenCV路径以便编译器能够识别并链接必要的头文件和库文件。 #### 加载待处理图像集合 在开始之前,要加载用于拼接的一系列输入图像到程序中。这可以通过`cv::imread()`函数完成,它允许读取同格式的图片文件至内存中的Mat对象表示形式[^1]。 ```cpp std::vector<cv::Mat> images; for (const auto& entry : fs::directory_iterator("path_to_images")) { cv::Mat img = cv::imread(entry.path().string()); if (!img.empty()) { images.push_back(img); } } ``` #### 特征点检测与匹配 利用SIFT或SURF算法提取每幅图像的关键特征点及其描述子向量;随后借助FLANN基于KD树的方法快速寻找最佳配对关系,从而建立两两之间的对应联系表。 ```cpp // 创建ORB检测器实例 cv::Ptr<cv::FeatureDetector> detector = cv::ORB::create(); cv::Ptr<cv::DescriptorExtractor> descriptor = cv::ORB::create(); // 存储关键点及对应的描述符 std::vector<std::vector<cv::KeyPoint>> keypoints(images.size()); std::vector<cv::Mat> descriptors(images.size()); // 对每一帧应用特征点检测与计算描述符 for(size_t i=0; i<images.size(); ++i){ detector->detect(images[i], keypoints[i]); descriptor->compute(images[i], keypoints[i], descriptors[i]); } // 匹配相邻两张照片间的兴趣点 cv::BFMatcher matcher(cv::NORM_HAMMING, true); // ORB/SURF采用汉明距离度量方式 std::vector<std::vector<cv::DMatch>> matches_list; matcher.knnMatch(descriptors[0], descriptors[1], matches_list, 2); // 应用比例测试筛选高质量匹配项 double ratio_threshold = 0.75f; std::vector<cv::DMatch> good_matches; for(auto &matches : matches_list){ if(matches[0].distance < ratio_threshold * matches[1].distance){ good_matches.push_back(matches[0]); } } ``` #### 计算单应性矩阵(Homography Matrix) 对于一对成功找到足够数量良好匹配点集的照片组合来说,可通过RANSAC随机抽样一致性算法求解最优单应变换模型——即Homography matrix H,用来映射源平面内的任意一点坐标(x,y)到目标平面上相应位置(X,Y)[^2]。 ```cpp if(good_matches.size() >= MIN_MATCH_COUNT){ std::vector<cv::Point2f> src_pts, dst_pts; for(const DMatch &match : good_matches){ src_pts.push_back(keypoints[0][match.queryIdx].pt); dst_pts.push_back(keypoints[1][match.trainIdx].pt); } Mat H = findHomography(src_pts, dst_pts, RANSAC); ... } ``` #### 执行透视变换与融合 最后一步就是调用`cv::warpPerspective()`方法依据前面获得的H矩阵实施仿射转换,并将变形后的结果叠加合成最终全景视图。注意这里可能涉及到边界裁剪以及颜色校正等问题,在实际编码过程中还需考虑更多细节优化措施以达到理想效果。 ```cpp Size dsize = Size(dst_cols + src.cols, max(dst_rows, src.rows)); Mat result; warpPerspective(imageA, imageA_warped, H, dsize); addWeighted(imageA_warped, alpha, imageB, beta, gamma, result); imshow("Stitched Image",result ); waitKey(0); destroyAllWindows(); ```
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