零cpp基礎的小白探索OpenCV從從入門到放棄的摸魚記錄從這裡開始。

    參考書：《OpenCV3程式設計入門》毛星雲、冷雪飛 等編著 電子工業出版社

一、OpenCV（Open Source Computer Vision Library）開源計算機視覺庫

    一個開源的機器視覺、影象處理的SDK（Software Development Kit / 軟體開發工具包），支援C、C++、Python、Ruby等多種程式語言。

二、常用OpenCV標頭檔案

    1、<opencv2/core/core.hpp>

OpenCV核心元件，核心功能模組。包含基本資料結構（如Mat、Rect等）、基本繪圖操作、畫素操作、ROI設定、影象混合、DFT（Discrete Fourier Transform）等

    2、<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>

OpenCV影象處理元件。包括影象濾波、直方圖、特徵檢測、影象變換等等

    3、<opencv2/highgui/highgui.hpp>

OpenCV高層GUI圖形使用者介面模組。包括影象載入、顯示、寫入、滑動條、滑鼠操作等

    4、<opencv2/opencv.hpp>

此標頭檔案定義包括以上三個在內的多個頭檔案，為了簡化程式碼使用。本小白入門被建議不使用它。

三、OpenCV核心資料結構

1、Mat類

    OpenCV中影象儲存的類，實為矩陣。由矩陣頭（包括矩陣尺寸、儲存方法、儲存地址等資訊）和一個指向儲存所有畫素的矩陣的指標兩個部分組成。因此 Mat類在複製上有一個需要注意的點，賦值運算子和拷貝建構函式只複製資訊頭，並不複製影象本身儲存資訊。如

Mat A,C;
A = imread("1.jpg",CV_LOAD_IMAGE_COLOR);
Mat B (A); //拷貝建構函式
C = A;     //賦值運算子

以上A、B、C最終都指向同一個也是唯一一個數據矩陣。雖然資訊頭不同，但通過任何一個物件所做的改變也會影響其他物件。真想要複製應使用Mat的成員函式，如下

Mat F = A.clone();
Mat G;
A.copyTo(G);

這樣使用，改變F或者G就不會影響Mat資訊頭所指向的矩陣了。

    Mat有多個非常有用的常用成員函式：

M.cols  返回矩陣列數

M.rows  返回矩陣行數

M.total()  返回矩陣元素數（不考慮多通道）

M.channels()  返回矩陣通道數

M.size()  以size類返回矩陣的尺寸

M.at  對矩陣元素進行訪問

包括上面提及的.clone()和.copyTo等等，更多實用成員函式有待深入瞭解。

2、Point類

表示座標中一個點的型別。Point2i和Point_<int>等價於Point，整形的座標點。用法：

//方法一
Point point;
point.x = 10;
point.y = 8;
//方法二
Point point = Point(10,8);

3、Scalar類

表示具有四個元素的陣列，在OpenCV中用於傳遞畫素值。

Scalar(a,b,c,d);

其中a、b、c分別表示BGR分量（就是反過來的），d表示alpha通道分量。

4、Size類

在OpenCV中用於表示尺寸的一個類，其兩個重要的資料成員：width、heght 兩個分表表示寬度和高度。

5、Rect類

表示一個矩形的類。成員變數有x、y、width、height分別表示左上角的點橫座標、縱座標、矩形的寬度、高度。

Rect類常用的成員函式有：

rect.Size()  //返回矩形的尺寸

rect.area()  //返回矩形的面積

rect.contains(Point)  //判斷點是否在矩形內

rect.inside(Rect)  //判斷矩形是否在該矩形內

rect.tl  //返回左上角座標

rect.br  //返回右下角座標

矩形交集並集操作：

Rect rect = rect1 |  rect2;  //並集
Rect rect = rect1 & rect2;  //交集

矩形平移操作：

Rect rectShift = rect + point;

矩形縮放操作：

Rect rectScale = rect + size;

6、cvtColor()函式

顏色空間轉換函式，使用格式：

cvtColor(inimg,outimg,CV_GRAY2BRG)

第一個引數為輸入影象，第二個引數為輸出影象，第三個引數為識別符號，表示轉換的目標顏色空間，查表可得。

四、第一個程式任務

任務：背景虛化功能。實時處理操作，圓圈外背景模糊，圓圈內保持清晰不變，圓圈位置和大小可以改變。

個人思路：滑鼠操作確定圓心，滿足在半徑範圍內的點畫素值不變，其他的畫素值用均值濾波後的數值替代。

#include <opencv2/core/core.hpp>	 //OpenCV核心元件（Mat Point Rect etc.）
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>   //讀寫展示影象 、視窗元件
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>   //影象處理元件
#include<iostream>                       //cin、cout標頭檔案
#include<ctime>                          //包含clock_t類標頭檔案
using namespace cv;                      //指定OpenCV的名稱空間
	
Mat img,temp;
int radius = 80,value = 5,k;  //初始化半徑80個畫素，平均濾波運算元size為5
clock_t t1,t2;
void on_Trackbar(int,void*)  //滑條回撥函式
{
	k = value;
}
Mat my_blur(int x,int y)  //圈外虛化處理函式
{
	Mat imgblur;	
	img.copyTo(imgblur);
	blur(img,imgblur,Size(k,k));
	//GaussianBlur(img,imgblur,Size(5,5),25,25);
	Point center(x,y);	  //定義點center 賦初值x,y
	for(int m = 1; m <= img.cols; m++)
		for (int n = 1; n <= img.rows; n++)  //m為列/x座標，n為行/y座標
		{ 
			if( ((m-x) * (m-x) + (n-y) * (n-y))<= (radius * radius))  //圈內用原畫素值替換
			{
    //          imgblur.at<Vec3b>(Point(m, n))[0] = temp.at<Vec3b>(Point(m, n))[0]  ;  // B分量
    //          imgblur.at<Vec3b>(Point(m, n))[1] = temp.at<Vec3b>(Point(m, n))[1]  ;  // G分量（用法1） point(x座標/列，y座標/行)
    //          imgblur.at<Vec3b>(Point(m, n))[2] = temp.at<Vec3b>(Point(m, n))[2]  ;  // R分量
		imgblur.at<Vec3b>(n,m)[0] = temp.at<Vec3b>(n,m)[0]  ;  // B分量
                imgblur.at<Vec3b>(n,m)[1] = temp.at<Vec3b>(n,m)[1]  ;  // G分量（用法2）
                imgblur.at<Vec3b>(n,m)[2] = temp.at<Vec3b>(n,m)[2]  ;  // R分量
			}
		}
    circle(imgblur,center,radius,Scalar(255,255,255));//circle（圖，圓心點(Point)，半徑，填充顏色(Scaler)，線粗）畫圓函式，線粗預設預設為1
	return imgblur;
}

void function(int event,int x,int y, int flags, void* param)  //滑鼠操作回撥函式
{
	Point center = Point(x,y);    
	if ((flags & CV_EVENT_FLAG_CTRLKEY) && event == EVENT_LBUTTONDOWN)  //ctrl+左鍵，則半徑+10後顯示
	{
		t1 = clock();
		img.copyTo(temp);
		radius += 10;
		temp = my_blur(x,y);
		t2 = clock();					       //計時 clock()程式開始到呼叫次函式經過的計時單元數
		std::cout<<(double)(t2-t1)/CLOCKS_PER_SEC<<std::endl;  // CLOCKS_PER_SEC 每秒單元數(const)
		imshow("Picture",temp);                                //名稱空間沒有加入using namespace std,因此此處使用cout前應加入std::指定名稱空間
	}
	else if(event == EVENT_LBUTTONDOWN)  //左鍵顯示
	{
		t1 = clock();
		img.copyTo (temp);
		temp = my_blur(x,y);
		t2 = clock();
		std::cout<<(double)(t2-t1)/CLOCKS_PER_SEC<<std::endl;
		imshow("Picture",temp);
	}
	else if(event == EVENT_RBUTTONDOWN && (flags & CV_EVENT_FLAG_CTRLKEY))  //ctrl+右鍵，半徑-10後顯示
	{
		t1 = clock();
		img.copyTo(temp);
		radius -= 10;
		temp = my_blur(x,y);
		t2 = clock();
		std::cout<<(double)(t2-t1)/CLOCKS_PER_SEC<<std::endl;
		imshow("Picture",temp);
	}
			
		
		
}
int main()
{
    img = imread("D:/使用者目錄/我的圖片/colorlena.jpg");
	img.copyTo(temp);	
	namedWindow("Picture");
	imshow("Picture",img);

	setMouseCallback("Picture",function);
	createTrackbar("Size","Picture",&value,25,on_Trackbar);
	on_Trackbar(value,0);
	waitKey(0);
	return 0;
}

五、程式執行結果

平均濾波模板8X8

平均濾波模板20X20，明顯變得更模糊

平均濾波模板20X20，半徑變大

平均濾波模板20X20，半徑變小