opencv 三 Mat的基本操作2图像读取保存、颜色空间、裁剪、缩放、旋转

Opencv中对彩色图的操作同样可以应用于灰度图和二值图，彩色图与灰度图直接的区别在于颜色类型空间类型的不同，这里以彩为操作示例。RGB、BGR、LAB、HSV是常见的3通道（CV_8UC3、CV_32FC3）彩色图类型，灰度图通常是一个通道的图像，二值图的数据类型与灰度图是一样的（CV_8UC1）。

一、读取|保存图像

imread函数用于读取图像，imread( const String& filename, int flags = IMREAD_COLOR )，flags的默认值为IMREAD_COLOR，也就是说默认读取为三通道BGR图像。完整的图像加载模式如下所示，0表示读取为灰度图。

1.  
   IMREAD_UNCHANGED = -1, //!< If set, return the loaded image as is (with alpha channel, otherwise it gets cropped). Ignore EXIF orientation.
2.  
   IMREAD_GRAYSCALE = 0, //!< If set, always convert image to the single channel grayscale image (codec internal conversion).
3.  
   IMREAD_COLOR = 1, //!< If set, always convert image to the 3 channel BGR color image.
4.  
   IMREAD_ANYDEPTH = 2, //!< If set, return 16-bit/32-bit image when the input has the corresponding depth, otherwise convert it to 8-bit.
5.  
   IMREAD_ANYCOLOR = 4, //!< If set, the image is read in any possible color format.
6.  
   IMREAD_LOAD_GDAL = 8, //!< If set, use the gdal driver for loading the image.
7.  
   IMREAD_REDUCED_GRAYSCALE_2 = 16, //!< If set, always convert image to the single channel grayscale image and the image size reduced 1/2.
8.  
   IMREAD_REDUCED_COLOR_2 = 17, //!< If set, always convert image to the 3 channel BGR color image and the image size reduced 1/2.
9.  
   IMREAD_REDUCED_GRAYSCALE_4 = 32, //!< If set, always convert image to the single channel grayscale image and the image size reduced 1/4.
10.  
    IMREAD_REDUCED_COLOR_4 = 33, //!< If set, always convert image to the 3 channel BGR color image and the image size reduced 1/4.
11.  
    IMREAD_REDUCED_GRAYSCALE_8 = 64, //!< If set, always convert image to the single channel grayscale image and the image size reduced 1/8.
12.  
    IMREAD_REDUCED_COLOR_8 = 65, //!< If set, always convert image to the 3 channel BGR color image and the image size reduced 1/8.
13.  
    IMREAD_IGNORE_ORIENTATION = 128 //!< If set, do not rotate the image according to EXIF's orientation flag.
14.  
     

imwrite用于保存图像，第一个参数为文件名，第二个参数为图像对象。

1.  
   Mat img = imread("C:\\Users\\aaa\\Pictures\\timg.jpg");
2.  
   imwrite("rgb.jpg", img);

二、修改图像尺寸

opencv修改图像尺寸支持两种模型：修改为固定size和按比例缩放。

修改为固定size：将img修改为600x400（宽x高），结果存入new_img中

1.  
   Mat new_img
2.  
   resize(img, new_img, { 600, 400 });//缩放到固定尺寸

按比例缩放：将img的宽修改为原来的0.2倍，将img的高修改为原来的0.3倍，结果存入new_img2中。需要注意的是缩放比例是正数，且长宽缩放比例需要单独设置。

1.  
   Mat new_img2;
2.  
   resize(img, new_img2, {},0.2,0.3);//按比例缩放长宽

三、颜色空间修改

opencv支持多种颜色空间的相互转换，常见的颜色空间有BGR、HSV、LAB、Gray、RGB，总共约支持100多种转换模式（具体可见imgproc.hpp中ColorConversionCodes的枚举类型）。

以下代码实现了将BGR图像转化为GRAY(灰度图)、HSV、Lab、RGB模式。

1.  
   //颜色空间修改（BGR、HSV、LAB、Gray、RGB）
2.  
   Mat jray, hsv, lab,rgb;
3.  
   cvtColor(img, jray, cv::COLOR_BGR2GRAY);
4.  
   cvtColor(img, hsv, cv::COLOR_BGR2HSV);
5.  
   cvtColor(img, lab, cv::COLOR_BGR2Lab);
6.  
   cvtColor(img, rgb, cv::COLOR_BGR2RGB);

四、图像裁剪

使用img(Rect(x,y,w,h))即可在img中的x,y位置截取出一个宽为w长为h的图像。这里需要注意的是Rect的x w不能超过原图的宽[img.cols]，y h不能超过原图的高[img.rows])

1.  
   //图像裁剪 Rect(x,y,w,h)
2.  
   //(Rect的x w不能超过原图的宽，y h不能超过原图的高)
3.  
   Rect m_select1 = Rect(0, 100, 300, 217);
4.  
   Mat ROI1 = img(m_select1);
5.  
   Rect m_select2 = Rect(300, 100, 320, 217);
6.  
   Mat ROI2 = img(m_select2);
7.  
   imshow("img", img);
8.  
   imshow("ROI1", ROI1);
9.  
   imshow("ROI2", ROI2);

五、图片粘贴

 opencv实现图像粘贴核心是实验copyTo函数，A.copyTo(B)既将A图粘贴到B中。在实际使用中A图与B的size可能不一样，故需要使用img(Rect(x,y,w,h))裁剪到相同的尺寸。

以下代码实现了将2.4中裁剪的两个小图粘贴到一起

1.  
   //图片粘贴（实现两个无重叠区域图像的拼接）
2.  
   //实现两个图像横着拼接
3.  
   //A.copyTo(B) A与B的大小应该一致
4.  
   Mat board =Mat::zeros(ROI1.rows, ROI1.cols ROI2.cols, CV_8UC3);
5.  
   Rect roi_rect1 = Rect(0, 0, ROI1.cols, ROI1.rows);
6.  
   ROI1.copyTo(board(roi_rect1));
7.  
   Rect roi_rect2 = Rect(ROI1.cols, 0, ROI2.cols, ROI2.rows);
8.  
   ROI2.copyTo(board(roi_rect2));
9.  
   imshow("board", board);

图片拼接效果如下所示 

六、图像旋转

 opencv图像旋转涉及参数较多，图像旋转需要设置旋转中心点、旋转角度、旋转后空白处填充值、旋转后size。故此定义函数实现图像旋转，以下函数默认旋转中心为图像中心，旋转角度为参数传入，空白处填充模式为边缘拉伸。

1.  
   /**************************************************************************************************************
2.  
   Function: RotateImage
3.  
   Description: 旋转图片
4.  
   Input: src:需要旋转的图片路径 angle:旋转角度
5.  
   Return: 旋转后的图片
6.  
   ***************************************************************************************************************/
7.  
   cv::Mat RotateImage(cv::Mat src, double angle)
8.  
   {
9.  
   cv::Mat dst;
10.  
    try
11.  
    {
12.  
    //float scale = 200.0/ src.rows;//缩放因子
13.  
    //cv::resize(src, src, cv::Size(), scale, scale, cv::INTER_LINEAR);
14.  
    //输出图像的尺寸与原图一样
15.  
    cv::Size dst_sz(src.cols, src.rows);
16.  
     
17.  
    //指定旋转中心
18.  
    cv::Point2f center(static_cast<float>(src.cols / 2.), static_cast<float>(src.rows / 2.));
19.  
     
20.  
    //获取旋转矩阵（2x3矩阵）
21.  
    cv::Mat rot_mat = cv::getRotationMatrix2D(center, angle, 1.0);
22.  
    //设置选择背景边界颜色
23.  
    /*cv::Scalar borderColor = Scalar(0, 238, 0);*/
24.  
    /*cv::warpAffine(src, dst, rot_mat, src.size(), INTER_LINEAR, BORDER_CONSTANT, borderColor);*/
25.  
    //复制边缘填充
26.  
    cv::warpAffine(src, dst, rot_mat, dst_sz, cv::INTER_LINEAR, cv::BORDER_REPLICATE);
27.  
    }
28.  
    catch (cv::Exception e)
29.  
    {
30.  
    }
31.  
     
32.  
    return dst;
33.  
    }

 调用代码

1.  
   //图像旋转
2.  
   //涉及到旋转中心点、旋转角度、旋转后的size、旋转后空白处填充
3.  
   Mat rotateImg=RotateImage(img, 60);
4.  
   imshow("rotateImg", rotateImg);

 调用效果

七、完整代码 

本章节完整代码如下所示

1.  
   #include <iostream>
2.  
   #include <opencv2/opencv.hpp>
3.  
   #include <opencv2/highgui.hpp>
4.  
   #include <opencv2/imgproc.hpp>
5.  
    
6.  
   #include <iostream>
7.  
   #include <stdlib.h>
8.  
   #include <stdio.h>
9.  
   using namespace std;
10.  
    using namespace cv;
11.  
    /**************************************************************************************************************
12.  
    Function: RotateImage
13.  
    Description: 旋转图片
14.  
    Input: src:需要旋转的图片路径 angle:旋转角度
15.  
    Return: 旋转后的图片
16.  
    ***************************************************************************************************************/
17.  
    cv::Mat RotateImage(cv::Mat src, double angle)
18.  
    {
19.  
    cv::Mat dst;
20.  
    try
21.  
    {
22.  
    //float scale = 200.0/ src.rows;//缩放因子
23.  
    //cv::resize(src, src, cv::Size(), scale, scale, cv::INTER_LINEAR);
24.  
    //输出图像的尺寸与原图一样
25.  
    cv::Size dst_sz(src.cols, src.rows);
26.  
     
27.  
    //指定旋转中心
28.  
    cv::Point2f center(static_cast<float>(src.cols / 2.), static_cast<float>(src.rows / 2.));
29.  
     
30.  
    //获取旋转矩阵（2x3矩阵）
31.  
    cv::Mat rot_mat = cv::getRotationMatrix2D(center, angle, 1.0);
32.  
    //设置选择背景边界颜色
33.  
    /*cv::Scalar borderColor = Scalar(0, 238, 0);*/
34.  
    /*cv::warpAffine(src, dst, rot_mat, src.size(), INTER_LINEAR, BORDER_CONSTANT, borderColor);*/
35.  
    //复制边缘填充
36.  
    cv::warpAffine(src, dst, rot_mat, dst_sz, cv::INTER_LINEAR, cv::BORDER_REPLICATE);
37.  
    }
38.  
    catch (cv::Exception e)
39.  
    {
40.  
    }
41.  
     
42.  
    return dst;
43.  
    }
44.  
    void main() {
45.  
    /*彩色图操作
46.  
    图片的读取，修改，保存。修改尺寸，修改涉及颜色，裁剪，拼接，旋转*/
47.  
    Mat mat = imread("C:\\Users\\aaa\\Pictures\\timg.jpg");
48.  
    //Mat的基本属性
49.  
    // 宽、高；数据类型；通道数
50.  
    cout << "宽(列）：" << mat.cols << "，高(行）：" << mat.rows << endl;
51.  
    cout << "数据类型: " << mat.type() << endl;
52.  
    cout << "通道数: " << mat.channels() << endl;
53.  
     
54.  
     
55.  
    Mat img = imread("C:\\Users\\aaa\\Pictures\\timg.jpg");
56.  
    imwrite("rgb.jpg", img);
57.  
    //resize(img, img, { 600, 400 });//缩放到固定尺寸
58.  
    resize(img, img, {},0.2,0.2);//按比例缩放长宽
59.  
     
60.  
    //颜色空间修改（BGR、HSV、LAB、Gray、RGB）
61.  
    Mat jray, hsv, lab,rgb;
62.  
    cvtColor(img, jray, cv::COLOR_BGR2GRAY);
63.  
    cvtColor(img, hsv, cv::COLOR_BGR2HSV);
64.  
    cvtColor(img, lab, cv::COLOR_BGR2Lab);
65.  
    cvtColor(img, rgb, cv::COLOR_BGR2RGB);
66.  
     
67.  
    //图像裁剪 Rect(x,y,w,h)
68.  
    //(Rect的x w不能超过原图的宽，y h不能超过原图的高)
69.  
    Rect m_select1 = Rect(0, 100, 300, 217);
70.  
    Mat ROI1 = img(m_select1);
71.  
    Rect m_select2 = Rect(300, 100, 320, 217);
72.  
    Mat ROI2 = img(m_select2);
73.  
    imshow("img", img);
74.  
    imshow("ROI1", ROI1);
75.  
    imshow("ROI2", ROI2);
76.  
     
77.  
    //图片粘贴（实现两个无重叠区域图像的拼接）
78.  
    //实现两个图像横着拼接
79.  
    //A.copyTo(B) A与B的大小应该一致
80.  
    Mat board =Mat::zeros(ROI1.rows, ROI1.cols ROI2.cols, CV_8UC3);
81.  
    Rect roi_rect1 = Rect(0, 0, ROI1.cols, ROI1.rows);
82.  
    ROI1.copyTo(board(roi_rect1));
83.  
    Rect roi_rect2 = Rect(ROI1.cols, 0, ROI2.cols, ROI2.rows);
84.  
    ROI2.copyTo(board(roi_rect2));
85.  
    imshow("board", board);
86.  
     
87.  
    //图像旋转
88.  
    //涉及到旋转中心点、旋转角度、旋转后的size、旋转后空白处填充
89.  
    Mat rotateImg=RotateImage(img, 60);
90.  
    imshow("rotateImg", rotateImg);
91.  
    waitKey(0);
92.  
    }

这篇好文章是转载于：学新通技术网