opencv学习笔记(4)：图像属性和基本图形绘制

1.图像属性

1.1 图像上的一点: Point()

OpenCV中使用cv::Point()表示其图像坐标和指定的2D点。cv::Point()类的对象创建有两种方式：第一种是使用构造函数，第二种是使用成员变量赋值。具体示例如下。

// 1.画点 Point()
    Point p = Point(10,10); //第一种方式：使用构造函数
    Point p2;               //第二种方式：使用成员变量赋值
    p2.x = 10;
    p2.y = 10;

 1.2 描述颜色的类：Scalar()

OpenCV中使用cv::Scalar()类来表示一个4元素的向量。

其定义如下。

Scalar scalar(
double val[4];
)

Scalar类型被广泛应用于OpenCV中，常用于传递像素值，也常用于表示BGR颜色值（3个参数）。如果不使用最后一个参数，则无须定义最后一个参数。

当要定义一个颜色参数时，可以通过Scalar( a, b, c )来表示。例如，当要定义一个RGB颜色时，可以使Blue = a、Green = b、Red = c。

// 2.定义颜色 Scalar()
    Scalar s = Scalar(1,1,1);
    Scalar color = Scalar(0, 0, 255);

1.3 描述图像尺寸的类：Size()

OpenCV中图像的大小可以通过cv::Size类来表示，第一个参数width表示图像的宽度，第二个参数height表示图像的高度，其定义如下。

cv::Size(
    int _width,
    int _height
)

// 3.设置尺寸
    Size ss = Size(2,2);
    int width = ss.width;
    int height = ss.height;

1.4 图像的行和列：rows 和 cols

 OpenCV中图像的行数和列数可以通过Mat.rows和Mat.cols成员变量的值来获取。

// 4.获取图像的行和列
    Mat image(ss,CV_8UC3);//创建一个mat对象
    int row = image.rows;//图像的行数
    int col = image.cols;//图像的列数
    int sum = image.channels(); //图像每个像素点的通道个数
    cout<<"row = "<<row<<" col = "<<col<<endl;

 1.5 获取图像的像素值

 OpenCV中，通过mat.ptr<uchar>()获取图像某一行像素数组的指针。获取图像某一点的像素值，既可以使用该指针，也可以使用at函数。

// 5.获取图像的像素值
    // 5.1 灰度图
    image.ptr<uchar>(0); //获取image图像第一行像素数组的指针
    int val = image.ptr<uchar>(0)[0]; //读取点(x=0，y=0)的像素值
    val = image.at<uchar>(0,0);//使用at直接读取像素值读取点(x=0，y=0)的像素值
    //5.2 RGB图
    Vec3b rgb = image.at<Vec3b>(1,1); //rgb像素值用Vec3b类型的值来存
    int blue = rgb[0]; //opencv像素值存放顺序是b、g、r，不是r、g、b
    int green = rgb[1];
    int red = rgb[2];

使用mat.ptr<uchar>()指针和at函数的区别在于：mat.ptr<uchar>()更高效，因为它通过指针直接访问内存，没有边界检查。at()较慢一些，因为有边界检查，保证安全性。

如果你追求效率并能确保不会越界，ptr 方式更合适；如果希望代码更安全和易维护，at 方式更好。

在上面的代码中，灰度图和rgb彩色图的像素值类型不一样，灰度图的类型为uchar，而rgb的类型为Vec3b，其定义为typedef Vec<uchar,3> Vec3b，其实就是存放了blue、green、red三个分量的uchar。注意：opencv中rgb图像的像素存放顺序是bgr。

2.基本图形绘制

 2.1 绘制直线

cv::line()函数用于在图像中绘制连接点p1和点p2的直线。cv::line()函数定义如下。

void cv::line（
     inputOutputArray img,//图像
     Point pt1,//点1
     Point pt2,//点2
     const Scalar & color,//绘制直线的颜色
     int thickness = 1,//直线的厚度
     int lineType = LINE_8,//直线的类型
     int shief = 0 //点坐标中的小数位数
)

//opencv绘制直线示例
void function2()
{
    // 基本图形的绘制
    // 1.绘制直线
    Mat m1 = Mat::zeros(Size(100,100),CV_8UC3);

    line(m1,Point(1,1),Point(2,2),Scalar(111,111,111));
    namedWindow("line",WINDOW_AUTOSIZE);
    imshow("line",m1);
    waitKey(0);

}

2.2 绘制矩形 

cv::rectangle()函数用于绘制矩形。

OpenCV中通过cv::Rect类定义矩形，Rect矩形类包括Point点类的成员x和y（表示矩形的左上角）以及size类的成员width和height（表示矩形的大小）。但是，矩形类不会从Point点类或size类继承，因此通常不会从它们中继承操作符。其基本定义和使用方法如下表所示。 

cv::rectangle()函数定义有以下两种形式。

形式一：

   void rectangle(
    cv::Mat& img,// 待绘制的图像
    cv::Point pt1,// 矩形的第一个顶点
    cv::Point pt2 // 矩形的对角顶点
    const cv::Scalar& color,// 线条的颜色（RGB）
    int lineType = 8,// 线型（4邻域或8邻域，默认为8邻域）
    int shift = 0 // 偏移量
   );

形式二：

   void rectangle(
    cv::Mat& img,// 待绘制的图像
    cv::Rect r,// 待绘制的矩形
    const cv::Scalar& color,// 线条的颜色（RGB）
    int lineType = 8,// 线型（4邻域或8邻域，默认为8邻域）
    int shift = 0 // 偏移量
   );

2.3 绘制圆形

cv::circle()函数用于绘制圆形。cv::circle()函数定义如下。

void circle(
cv::Mat& img,// 待绘制的图像
cv::Point center,// 圆心位置
int radius,// 圆的半径
const cv::Scalar& color,// 线条的颜色（RGB）
int thickness = 1,// 线宽
int lineType = 8,// 线型（4邻域或8邻域，默认为8邻域）
int shift = 0// 偏移量
);

2.3 其他图形

椭圆：cv::ellipse ()

填充：cv::fillPoly()

向图像中添加文字：cv::putText() 

2.4 随机数

OpenCV使用RNG类生成随机数：cv::rng

1. 生成高斯随机数：rng.gaussian(double sigma)。
2. 生成均匀分布随机数：rng.uniform(int a,int b)。

//生成随机数
RNG rng;//生成器
double number=0;
for (int i = 0; i <= 10; i++)
{
	number = rng.gaussian(10.0); //高斯随机数
	cout << number << endl;

}