山东大学数字图像处理实验（一）-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了山东大学数字图像处理实验（一）。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1.实验一

1.1.实验过程中遇到和解决的问题

题目：加载并显示图像

#include <iostream>
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
using namespace std;
using namespace cv;

int main()
{
    Mat image = imread("D:\\cLion\\project\\image\\2.jpg");
    imshow("First image", image);
    waitKey(0);
}

imread函数原型为 imread（const string& filename, int flags=1）
- 这里的 filename 需要的是图像的路径。该函数从文件中加载图像并返回一个矩阵，如果图像不能被读取，则返回一个空的矩阵
- 这里介绍一下不同 flag 的效果
  - flag=-1：8位深度，原通道
  - flag=0：8位深度，单通道（读取出来是灰度图）
  - flag=1：8位深度，3通道（RGB）
  - flag=2：原深度，单通道
  - flag=3：原深度，3通道
  - flag=4：8位深度，3通道
waitkey()控制这 imshow(n) 的窗口持续时间，单位是 ms，图像显示窗口将在 n ms 后关闭
- waitkey() 和 waitkey(0) 都表示无限等待
- 当等待时间内无任何操作时等待结束后返回-1。
- 当等待时间内有输入字符时，则返回输入字符的ASCII码对应的十进制值
- 如果waitKey处于一个循环中，里面的参数将显示视频读取的帧（显示视频时使用）

1.2.结果

山东大学数字图形处理实验,数字图像处理,c++,opencv,算法

2.实验二

题目：实现一个读取图像任意通道的函数

2.1.实验过程中遇到和解决的问题

#include<opencv2/opencv.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
#include<iostream>
using namespace std;
using namespace cv;

void getChannel(const uchar* input, int width, int height, int inStep, int inChannels, uchar* output, int outStep, int channelToGet){
    for (int y = 0; y < height; ++y, input += inStep, output += outStep){
        const uchar* px = input; // 二维数组中每个一维数组的起始地址
        for (int x = 0; x < width; ++x, px += inChannels)
            output[x] = px[channelToGet]; //一维数组访问元素
    }
}


int main()
{
    Mat image = imread("D:\\cLion\\project\\image\\2.jpg");
    Mat output_image(image.size(), CV_8UC1); // 将输出图像设置为单通道

    getChannel(image.data, image.cols, image.rows, image.step, image.channels(), output_image.data, output_image.step, 2);
    imshow("output", output_image);
    waitKey(0);
}

这里需要注意的是，图像的 data 部分是一个二维数组，像通常的二维数组一样访问就好了
将输出图像设置为单通道图像操作起来更方便
每次都取输入和输出二维数组的起始地址（就是处理完一行后，将首地址加上 step）
- 每次都处理一行，按照访问一维数组的方式来进行赋值即可

2.2.结果

B通道：

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G通道：

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R通道：

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3.实验三

题目：现有一张4通道透明图像 a.png

从其中提取出 alpha 通道并显示
用 alpha 混合，为透明图像替换一张新的背景

3.1.实验过程中遇到和解决的问题

#include <iostream>
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
using namespace std;
using namespace cv;

int main()
{
    Mat imageA = imread("D:\\cLion\\project\\alpha.png", IMREAD_UNCHANGED); // 前景
    Mat imageB = imread("D:\\cLion\\project\\sdu01.png"); // 背景
    vector<Mat> mask_channels;
    float alpha = 1.0;
    // 分离通道
    split(imageA, mask_channels); // 分离出 RGBA 分别作为一个图像
    // 取出 alpha 通道
    Mat mask = mask_channels[3];
    imshow("alpha image", mask);
    waitKey(1000); // 看个三秒

    Mat mixImage(imageB.size(), CV_8UC3);
    for (int i = 0; i < imageB.rows; i++)
        for (int j = 0; j < imageB.cols; j++) {
            if (i < imageA.rows && j < imageA.cols && mask.at<uchar>(i, j))
                for(int k = 0; k < 3; k++) mixImage.at<Vec3b>(i, j)[k] = saturate_cast<uchar>(alpha * float(imageA.at<Vec4b>(i, j)[k]) + (1 - alpha) * float(imageB.at<Vec3b>(i, j)[k]));

            else mixImage.at<Vec3b>(i, j) = imageB.at<Vec3b>(i, j);
    }

    imshow("mixed image", mixImage);
    waitKey(0);
}

首先读进四通道图像
- imread()函数后面的参数是 -1 或者 IMREAD_UNCHANGED 时代表读入原通道，而 png 图像本身就是具有 alpha 通道的，所以加了这两个参数（这俩都行），就能够读入四通道图像（注意：jpg 图像是没有第四个通道的），这张作为前景图
- 背景图是否读入四通道个人认为意义不大，因为合成时是将前景图嵌入到背景图中，所以三通道就可以了。
- split 函数的功能是进行通道分离（其实实验二的通道分离就是这个函数）
- 设置一个 alpha 合成参数，当然也可以根据图像的 alpha 通道值来确定
- 遍历背景图，如果当前位置前景图存在，则将前景图与背景图融合
  - 注意，四通道图像访问要使用 Vec4b，三通道图像使用的是 Vec3b
  - saturate_cast 函数的功能是防止数据溢出（大于255时设置为255，小于0时设置为0）
  - 没有前景图的地方直接等于背景图像素就好了