1.6 圖像屬性與基本圖形繪制

本節將介紹圖像的屬性定義和表示方法，以及如何繪制基本圖形（如直線、矩形和圓形）。

· 1.6.1 圖像屬性

█ 1. 畫點 cv::Point()

OpenCV中使用cv::Point()表示其圖像坐標和指定的2D點。cv::Point()類的對象創建有兩種方式：第一種是使用構造函數，第二種是使用成員變量賦值。具體示例如下。

Point pt = Point(x,y) // 第一種方式：使用構造函數
Point pt; // 第二種方式：使用成員變量賦值
Pt.x = 10;
Pt.y = 8;

█ 2. 定義顏色 cv::Scalar()

OpenCV中使用cv::Scalar()類來表示一個4元素的向量。其定義如下。

Scalar scalar(
double val[4];
)

Scalar類型被廣泛應用于OpenCV中，常用于傳遞像素值，也常用于表示BGR顏色值（3個參數）。如果不使用最后一個參數，則無須定義最后一個參數。

當要定義一個顏色參數時，可以通過Scalar( a, b, c )來表示。例如，當要定義一個RGB顏色時，可以使Blue = a、Green = b、Red = c。

█ 3. 設置尺寸 cv::Size()

OpenCV中圖像的大小可以通過cv::Size類來表示，第一個參數width表示圖像的寬度，第二個參數height表示圖像的高度，其定義如下。

cv::Size(
int _width,
int _height
)

這里介紹的是Size類的簡單使用方法，即可以通過“Size size(5, 10);”語句創建對象，通過size.width和size.height訪問對象數據成員。

· 1.6.2 基本圖形繪制

█ 1.繪制直線

cv::line()函數用于在圖像中繪制連接點pt1和點pt2的直線。cv::line()函數定義如下。

void cv::line（
inputOutputArray img,//圖像
Point pt1,//點1
Point pt2,//點2
const Scalar & color,//繪制直線的顏色
int thickness = 1,//直線的厚度
int lineType = LINE_8,//直線的類型
int shief = 0 //點坐標中的小數位數
)

█ 2.繪制矩形

cv::rectangle()函數用于繪制矩形。OpenCV中通過cv::Rect類定義矩形，Rect矩形類包括Point點類的成員x和y（表示矩形的左上角）以及size類的成員width和height（表示矩形的大小）。但是，矩形類不會從Point點類或size類繼承，因此通常不會從它們中繼承操作符。其基本定義和使用方法如表1-3所示。

表1-3 cv::Rect類的定義與使用方法

cv::rectangle()函數定義有以下兩種形式。

形式一：

   void rectangle(
cv::Mat& img,// 待繪制的圖像
cv::Point pt1,// 矩形的第一個頂點
cv::Point pt2 // 矩形的對角頂點
const cv::Scalar& color,// 線條的顏色（RGB）
int lineType = 8,// 線型（4鄰域或8鄰域，默認為8鄰域）
int shift = 0 // 偏移量
);

形式二：

   void rectangle(
cv::Mat& img,// 待繪制的圖像
cv::Rect r,// 待繪制的矩形
const cv::Scalar& color,// 線條的顏色（RGB）
int lineType = 8,// 線型（4鄰域或8鄰域，默認為8鄰域）
int shift = 0 // 偏移量
);

█ 3.繪制圓形

cv::circle()函數用于繪制圓形。cv::circle()函數定義如下。

void circle(
cv::Mat& img,// 待繪制的圖像
cv::Point center,// 圓心位置
int radius,// 圓的半徑
const cv::Scalar& color,// 線條的顏色（RGB）
int thickness = 1,// 線寬
int lineType = 8,// 線型（4鄰域或8鄰域，默認為8鄰域）
int shift = 0// 偏移量
);

下面將通過例1-6展示如何繪制點、直線、矩形和圓形等基本圖形（同前面一樣，需在1-6.pro文件中導入OpenCV環境配置信息）。

例1-6：基本圖形繪制。

具體代碼如下。

#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
#include <iostream>
#include <stdio.h>
using namespace std;
using namespace cv;
int main()
{
// 設置窗口
Mat img = Mat::zeros(Size(800,600),CV_8UC3);
img.setTo(255);              // 設置屏幕為白色
Point p1(100,100);          // 點p1
Point p2(758,50);           // 點p2
// 畫直線函數
line(img, p1, p2, Scalar(0,0,255), 2);   // 紅色
line(img, Point(300,300), Point(758,400), Scalar(0,255,255), 3);
Point p(20,20);//初始化點p的坐標為(20,20)
circle(img,p,1,Scalar(0,255,0),-1);  // 畫半徑為1的圓形(畫點）
Point p4;
p4.x = 300;
p4.y = 300;
circle(img, p4, 100, Scalar(120,120,120), -1);
int thickness = 3;
int lineType = 8;
double angle = 30;  //橢圓旋轉角度
ellipse(img, Point(100,100), Size(90,60),angle,0,360, Scalar(255,255,0),thickness,lineType);
// 畫矩形
Rect r(250,250,120,200);
rectangle(img,r,Scalar(0,255,255),3);
imshow(“pic”,img);
waitKey();
return 0;
}

程序運行結果如圖1-53所示。

圖1-53 例1-6程序運行結果

· 1.6.3 顏色空間轉換

我們在生活中看到的彩色圖像大多數是RGB類型的，但是在進行圖像處理時，需要用到灰度、二值、HSV、HSI等顏色空間（又稱顏色模式）。OpenCV中提供了cvtColor()函數來實現這些空間之間的相互轉換。cvtColor()函數定義如下。

void cvtColor(InputArray src, OutputArray dst, int code[,int dstCn=0]);

該函數的參數解析如下。

• InputArray src：輸入圖像，即要進行顏色空間轉換的源圖像，可以是Mat類。
• OutputArray dst：輸出圖像，即進行顏色空間轉換后的圖像，也可以是Mat類。
• int code: 轉換的代碼或標識，即在此確定將什么模式的圖像轉換成什么模式的圖像，后面會詳細介紹。
• int dstCn: 目標圖像通道數，如果取值為0，則由src和code決定。

該函數的作用是將圖像從一個顏色空間轉換到另一個顏色空間。應注意的是，從RGB顏色空間向其他顏色空間轉換時，必須明確指出圖像的顏色通道。前面提到過，在OpenCV中，默認的顏色排列是BGR而非RGB。所以對于24位顏色圖像來說，前8位是藍色，中間8位是綠色，最后8位是紅色。常見的RGB通道的取值范圍如下。

• 0～255：CV_8U類型圖像。
• 0～65535：CV_16U類型圖像。
• 0～1： CV_32F類型圖像。

對于線性變換來說，這些取值范圍是無關緊要的。但是對于非線性變換，輸入的RGB圖像必須歸一化到其對應的取值范圍來獲得最終正確的轉換結果，例如RGB→CIE L*u*v*轉換。如果有一個32位浮點圖像直接從8位圖像轉換而不進行任何縮放，那么它將具有0～255的值范圍而不是該函數假定的0～1。所以，在調用cvtColor()函數之前，需要先將圖像縮小。

img * = 1./255;
cvtColor（img,img,COLOR_BGR2Luv）;

cvtColor()函數中的轉換代碼（code）如表1-4所示。

表1-4 轉換代碼（code）表

下面通過例1-7演示cvtColor()函數的使用方法。

例1-7： cvtColor()函數的使用方法。

具體代碼如下。

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
using namespace cv;
using namespace std;
int main(int argc,char** argv)
{
Mat src,dst,dst1;
src = imread("D:/images/touxiang.jpg");
//判斷圖像是否載入成功
if (src.empty())
{
cout<< "can not open the image"<<endl;
return -1;
}
imshow("touxiang.jpg",src);
cvtColor(src,dst,COLOR_BGR2GRAY);//轉換方式1，轉換為灰度圖，經常使用，需要記住
cvtColor(src,dst1,COLOR_BGR2Lab);//轉換方式2
imshow("CV_BGR2GRAY change",dst);
imshow("COLOR_BGR2Lab change",dst1);
waitKey(0);
return 0;
}

程序運行結果如圖1-54所示。

圖1-54 例1-7程序運行結果