OpenCV基本数据结构及绘图功能

开发环境：Ubuntu+OpenCV3.2+Clion

1、  基本数据结构

这里梳理一些在工程中经常用到的几种基本数据类型，包括Vec、Scalar、Point、Size等。

1.1．Vec类

       Vec是一个模板类，主要用于存储数值向量，可以存储任意类型向量。支持+、-、*、==、！=运算。
用法：Vec<double,8> vec1;
可以使用[]访问Vec向量成员，可以使用以下预定义的类型typedef Vec<uchar, 2> Vec2b;
typedef Vec<uchar, 3> Vec3b;
typedef Vec<uchar, 4> Vec4b;
typedef Vec<short, 2> Vec2s;
typedef Vec<short, 3> Vec3s;
typedef Vec<short, 4> Vec4s;
typedef Vec<int, 2> Vec2i;
typedef Vec<int, 3> Vec3i;
typedef Vec<int, 4> Vec4i;
typedef Vec<float, 2> Vec2f;
typedef Vec<float, 3> Vec3f;
typedef Vec<float, 4> Vec4f;
typedef Vec<float, 6> Vec6f;
typedef Vec<double, 2> Vec2d;
typedef Vec<double, 3> Vec3d;
typedef Vec<double, 4> Vec4d;
typedef Vec<double, 6> Vec6d;示例： Vec3b vec1; // Vec<uchar,3> vec1;
vec1[0] = 1;
vec1[1] = 2;
vec1[2] = 3;
cout << "Vec3b: vec1 = " << vec1 << endl;
cout << "Vec3b: vec1[1] = " << vec1.val[1] << endl;
cout << "Vec3b: vec1[1] = " << vec1[1] << endl;
输出：Vec3b:vec1 = [1, 2, 3]
Vec3b:vec1[1] =?
Vec3b:vec1[1] =?
后两句不知为何输出的不对，请高手指教！

1.2．Scalar类

       Scalar类是一个从Vec类引出的模板类，是一个可存放4个元素的向量，广泛用于传递和读取图像中的像素值。同样可使用[]访问其中的元素值。
示例： Scalar scalar1(0, 255, 0);
cout << "scalar1 = " << scalar1 << endl;
scalar1[0] = 255;
scalar1[1] = 0;
scalar1[2] = 0;
scalar1[3] = 10;
cout << "scalar1 = " << scalar1 << endl;
cout << "scalar1[3] = " << scalar1.val[3] << endl;
输出：scalar1= [0, 255, 0, 0]
scalar1= [255, 0, 0, 10]
scalar1[3]= 10

1.3．Point类

       Point类常用语表示2维坐标，主要是图像中的像素点的坐标值，支持同Vec类的运算。可以使用如下方法定义：
cv::Pointp1;
p1.x=1;
p1.y=2;
或者
cv::Pointp1=Point(1,2);
或者使用如下预定义：
typedefPoint_<int> Point2i;
typedefPoint2i Point;
typedefPoint_<float> Point2f;
typedefPoint_<double> Point2d;
示例： Point pt(10, 20);
Point pt2(255, 255);
cout << "pt = " << pt << endl;
pt.x = 5;
pt.y = 6;
cout << "pt.x = " << pt.x << endl;
cout << "pt = " << pt << endl;
输出：pt= [10, 20]
pt.x= 5
pt= [5, 6]

1.4．Size类

       模板类Size可表示一副图像或一个矩形的大小。包含宽、高两个成员：width、height还有一个面积函数area()。
示例： Size size1(10, 20);
cout << "size1 = " << size1 << endl;
cout << "size1.area = " << size1.area() << endl;
size1.width = 6;
cout << "size1 = " << size1 << endl;
输出：size1= [10 x 20]
size1.area= 200
size1= [6 x 20]

1.5．Rect类

       Rect类是另一个用于定义2维矩形的模板类。它由两组参数定义：矩形的左上角标(x,y)，矩形的宽和高(width，height)。Rect可以用来定义图像的ROI区域。
用法：cv::Rectrect(x,y,width,height)。
示例： Mat img1 = imread("../test.jpg");
Rect rect(95,35,40,40); //(x,y)=(180,200),w=200,height=200
Mat roi = cv::Mat(img1, rect);
Mat pImgRect = img1.clone();
rectangle(pImgRect,rect,cv::Scalar(0,255,0),2);
imshow("original image with rectangle",pImgRect);
imshow("roi",roi);
waitKey();
效果：

2.基本绘图功能

       OpenCV的基本绘图功能用于在图像中绘制基本图像如线段、矩阵等。可用于标注图像，如在图像中标志角点的位置等信息。

2.1．直线line

函数原型：void cv::line (
InputOutputArray img, //图像
Point pt1, //线的起点
Point pt2, //线的终点
const Scalar & color, //线的颜色
int thickness = 1, //线的粗细
int lineType = LINE_8, //线的类型
int shift = 0 //点坐标中小数位数
)
示例：

// 画线段
Mat img1 = imread("../test.jpg");
pt.y = 25;
pt.x = 25;
pt2.y = 100;
pt2.x = 100;
line(img1, pt, pt2, Scalar(0, 0, 255), 2);
imshow("line", img1);
waitKey(0);

效果：

2.2.矩形Rectangle

函数原型：void cv::rectangle (
InputOutputArray img, //图像
Point pt1, //矩形的一个顶点
Point pt2, //和上一个顶点相对的顶点
const Scalar & color, //线的颜色
int thickness = 1, //线的粗细
int lineType = LINE_8, //线的类型
int shift = 0 //点坐标中小数位数
)示例： // 画矩形
img1 = imread("../test.jpg");
pt.x = 105;
pt.y = 45;
pt2.x = 135;
pt2.y = 75;
rectangle(img1, pt, pt2, Scalar(0, 200, 0), 2);
imshow("rectangle", img1);
waitKey(0);
效果：

2.3.圆形Circle

函数原型：void cv::circle (
InputOutputArray img, //图像
Point center, //圆心
int radius, //半径
const Scalar & color, //线的颜色
int thickness = 1, //如果是正数，则为线的粗细，如果为负数则填充圆的内部
int lineType = LINE_8, //线的类型
int shift = 0 ////点坐标中小数位数
)
示例：

// 画圆
img1 = imread("../test.jpg");
Point circle_center = Point(122, 62);
int circle_radius = 15;
circle(img1, circle_center, circle_radius, Scalar(255, 0, 0), 2);
imshow("circle", img1);
waitKey();

效果：

2.4．椭圆Ellipse

函数原型：void cv::ellipse (
InputOutputArray img, //图像
Point center, //椭圆中心
Size axes, //椭圆长半轴和短半轴
double angle, //椭圆的旋转角度
double startAngle, //椭圆弧的起始角
double endAngle, //椭圆弧的结束角
const Scalar & color, //线的颜色
int thickness = 1, //如果是正数，则为线的粗细，如果为负数则填充椭圆的内部
int lineType = LINE_8, //线的类型
int shift = 0 //中心坐标和半轴的小数位数
)
示例：

// 画椭圆
img1 = imread("../test.jpg");
Point center = Point(122, 62);
Size axes = Size(25, 10);
double  angle = 45;
//绘制0~360度，完整的椭圆
ellipse(img1, center, axes, angle, 0,360,Scalar(0, 0, 255), 2, LINE_AA);
//绘制0~180度，椭圆的一部分
center = Point(122, 162);
ellipse(img1, center, axes, angle, 0,180,Scalar(0, 255, 0), 2, LINE_AA);
imshow("ellipse", img1);
waitKey();

效果：

2.5.多边形Polygon

函数原型：void cv::polylines (
InputOutputArray img, //图像
InputArrayOfArrays pts, //点集
bool isClosed, //true为闭合，最后一个点和第一个点连起来
const Scalar & color, //线的颜色
int thickness = 1, //线的粗细
int lineType = LINE_8, //线的类型
int shift = 0 //点的坐标精度
)
示例：

// 画多边形
img1 = imread("../test.jpg");
vector<Point> pt3;
pt3.push_back ( Point(50, 50) );
pt3.push_back ( Point(50, 120) );
pt3.push_back ( Point(90, 160) );
pt3.push_back ( Point(140, 240) );
pt3.push_back ( Point(240, 70) );
polylines(img1 ,pt3 ,1, CV_RGB(0, 255, 0), 2);
imshow("polylines", img1);
waitKey();

效果：