OpenCV程式設計介紹(1)

OpenCV(Open Source Computer Vision)
由Intel公司所開發出來的Open Source圖形演算法的函式庫(Image Process Libary)可以製做圖片,視訊,矩陣運算,統計,圖論,資料儲存的相關C語言程式設計,相關的領域為:影像處理,電腦視覺,圖形識別,電腦圖學,資訊檢索或遊戲設計,比較有名的製作為物體追蹤,人臉辨識,傅立葉轉換,紋理分析,可以整合不同圖檔格式的矩陣運算,應用在靜態圖片(BMP,JPG,TIF,PNG),動態Webcam的影像處理.

OpenCV的組成為許多圖形處理的資料結構及演算法所疊合而成,因此需要一些基本的資料結構基礎,比如說struct怎麼使用,如何release資料結構的空間等基本操作,會使用到linked list的算少數,算是C語言中級程式設計,有興趣玩的話,國內影像處理領域相關論文演算法幾乎都可以在OpenCV找的到,方便學術界用c語言推演更進階的影像處理演算法,功能好比Matlab,但比Matlab快上許多倍,更可以整合c語言相關函式庫,做更多元強大的功能應用,然而它最大的門檻是比Matlab的進入障礙還高一些,運用到許多資料結構,指標運算,記憶體位址,學完OpenCV,相信程式設計的功力更可以技高一籌.

OpenCV提供了簡單的GUI介面,他無法像MicroSoft Visual C++的MFC及Borland C++builder的VCL那麼完整,但如果是對於學術領域的研究是夠用的,他也可以整合在Visual C++及C++ builder的環境上,而本人是以Dev - C++為主,屬於最基本簡單又不須付費的Complier.

接下來進入OpenCV最基礎的入門,OpenCV最常用的函式庫為"cv.h","highgui.h","cxcore.h"及"cvaux.h.h","cv.h"代表Computer Vision,電腦視覺函式庫,"highgui.h",當然就是GUI介面的函式庫啦,當路徑都設定好之後(第一篇安裝方法),直接在開頭include進去就好啦,就跟stdio.h的使用方法一樣
#include <stdio.h>
#include <cv.h>
#include <highgui.h>
#include <cxcore.h>
#include <cvaux.h>
接著,就介紹最基本的資料結構,IplImage,此資料結構是所有圖檔的一個中介,圖檔格式有很多種(bmp,jpg,png,tif),此資料結構的內容既不是bmp,也不是jpg,而是一個藉由cvLoadImage()所轉換的自定義格式如下所示:



讀入圖片之後,要怎麼知道圖片真的讀入了呢,就利用"highgui.h"的功能來檢視看看吧.
cvNamedWindow("Show Image",0);
cvResizeWindow("Show Image",300,400);
cvShowImage("Show Image",Image1);
要使用OpenCV的GUI時,要先給視窗名稱命名,這算是比較好寫的GUI之ㄧ了,裡面"Show Image"就是這個視窗的名稱,cvResizeWindow()就是調整視窗大小,視窗大小被設定在300*400,並指定視窗的名稱,再來,就是顯示視窗的圖片cvShowImage(),並且給予IplImage資料結構的結構變數,Image1裡面必須要先用cvLoadImage()存入圖檔,接著,再用鍵盤事件cvWaitKey(0)來做阻斷,一張圖片就可以被開啟啦,這是OpenCV最基本的操作之ㄧ,也像是c語言的"hello world"的開始,恭喜跨入第一步.

當資料結構被創立之後,當然要做回收的動作啦,在這邊IplImage的資料結構被創立,視窗介面的資料結構也被創立,當執行完就要做回收的動作啦,所有的資料結構都會被malloc()的副程式配置空間,而cvLoadImage()只是把一連串的動作隱藏起來,cvLoadImage()不但做了配置IplImage的資料結構空間,也把所有副檔名格式的資料初始化,將所有的數值及一些簡單的分析都存在IplImage的資料結構內,方便做一些圖形演算法的運算,而視窗介面被cvNamedWindow()給創立,視窗的資料結構被隱含在cvNamedWindow()中,使用者只要使用"Show Image"等命名操控就可以使用GUI視窗的控制,這是一種分層抽象的概念,比較複雜的部份被程式碼包再它的下一層,因此,我只要操控該視窗的字串名稱("Show Image")就可以做任何想要的動作了.

這邊用cvDestroyWindow()及cvReleaseImage()回收給系統,回收的東西是記憶體,一般來說,不做記憶體回收也不會影響電腦的效能太大,作業系統也會自動的做垃圾收集,把一些沒意義的記憶體做刪除,因此程式碼不多這兩行也不會有太大的影響,不過這種東西畢竟是卡記憶體的,也不能確定它是不是永久卡位(電腦關機後一定消失),因此,養成良好的習慣是程式設計師必備的,尤其是再做一個大的應用程式的時候.

簡單的OpenCV讀取圖形檔案程式碼
#include <stdio.h>
#include <cv.h>
#include <highgui.h>

int main()
{
    char FileName[10]="rain.jpg";

    IplImage *Image1 = cvLoadImage(FileName,1);

    cvNamedWindow("Show Image",0);

    cvResizeWindow("Show Image",300,400);

    cvShowImage("Show Image",Image1);

    cvWaitKey(0);

    cvDestroyWindow("Show Image");

    cvReleaseImage(&Image1);
}

圖片:


執行結果: