Winter Task OpenCV DRAFT

视觉组寒假任务中 OpenCV 的部分,循序渐进的感觉,其实做的时候还是碰到很多问题,在搜索的过程中也发现了很多有趣快捷的方法。但是赶紧掌握的还是不是很 OK

1

3 个通道的值统一改为 3 个通道的平均值

通道的值 img.at<Vec3b>(i, j)[0-2]

整体赋值

img.at(i, j) = Vec3b(average, average, average);

图片变灰

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2 && 3

简单实现之后想用按键控制 threshold 值的增减,更直观的看出变化。 一开始没有多想就直接把修改的那一段放进循环里面,但是发现图像没变化, 后面想起来,从第一次修改之后,通道的值已经发生了变化,图像已经变成黑白的了,此时三通道的数值已经完全相同,不会再改变。

于是就想着再新建一个 Mat src 用来读取图片, Mat img = src,从 src 读取通道的值,修改 img 的通道值。 本来以为解决了,但是发现还是没变化。之后突然想到 Mat 本应该是没有 = 操作的,应该是重载过了。 了解之后发现 a = b 只是将 a 的各个地址的值改为 b 的,在操作的时候两者会一起改变。

感觉 = 相当于是引用,而真正地复制可以用 a = b.clone() b.CopyTo(a)clone() 实际上是新建一个 Mat m 然后执行 CopyTo,再返回 m

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4

// 通道分离
split(src, channels);

channels.at(i) // 012 BGR

// 通道合并
merge(channels, mergeIMG);

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5

// 读取摄像头
VideoCapture capture(0);
capture >> frame;

// 判断摄像头是否打开
capture.isOpened()

// 判断图片是否读取成功
frame.empty()
bool Mat::empty() const {
    return data == 0 || total() == 0 || dims == 0;
}

// 在图像上显示文字
putText(img, text, position, fontFace, fontScale, color);

// 获取帧率
capture.get(CAP_PROP_FPS)

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// thickness < 0 颜色填充
void circle(InputOutputArray img, Point center, int radius,
            const Scalar& color, int thickness = 1,
            int lineType = LINE_8, int shift = 0);

void line(InputOutputArray img, Point pt1, Point pt2, const Scalar& color,
          int thickness = 1, int lineType = LINE_8, int shift = 0);


// (Point pt1, Point pt2) -> Rect(x, y, width, height)
void rectangle(InputOutputArray img, Point pt1, Point pt2,
               const Scalar& color, int thickness = 1,
               int lineType = LINE_8, int shift = 0);

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Gamma 矫正

float f = (i + 0.5) / 256; // 归一化
float p = pow(f, fPrecompensation); // 预补偿
GammaTable[i] = p * 256 - 0.5; // 反归一化

从显示效果上来看可以让人眼所看到的黑白对比增加,应该是相当于增加了对比度吧,在应用中的化可以让我们看黑暗中的东西看得更清楚

1-7 1-7

8

HSV 转换,颜色提取

cvtColor(src, HSVMat, COLOR_BGR2HSV);

inRange(hsvMat, Scalar(minH, minS, minV), Scalar(maxH, maxS, maxV), detectMat);

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9

腐蚀、膨胀、开闭运算

// 获取结构元素
// shape: MORPH_RECT  MORPH_CROSS MORPH_ELLIPSE
// Size: Size(x, y)
Mat getStructuringElement(int shape, Size ksize, Point anchor = Point(-1,-1));

// erode 腐蚀  dilate 膨胀  kernel 结构元素
void erode( InputArray src, OutputArray dst, InputArray kernel,
            Point anchor = Point(-1,-1), int iterations = 1,
            int borderType = BORDER_CONSTANT,
            const Scalar& borderValue = morphologyDefaultBorderValue() );

开运算:先腐蚀后膨胀

闭运算:先膨胀后腐蚀 欲使其自闭,必先让其膨胀

相对亮的区域来说, 开运算,把小的断断续续的亮处给断开,这就需要先通过腐蚀去掉小亮点,再通过膨胀恢复原来的大片连续亮区。 闭运算就是把原来断断续续的亮区给闭合,这就需要通过膨胀扩大亮区,之后通过腐蚀恢复大片连续暗区

10 && 11

threshold

// 二值化
// type: enum ThresholdTypes
double threshold( InputArray src, OutputArray dst,
                  double thresh, double maxval, int type );

形态学梯度:膨胀图与腐蚀图之差,提取物体边缘

顶帽:原图像 - 开运算图,突出原图像中比周围亮的区域

黑帽:闭运算图 - 原图像,突出原图像中比周围暗的区域

void morphologyEx( InputArray src, OutputArray dst,
                   int op, InputArray kernel,
                   Point anchor=Point(-1,-1), int iterations=1,
                   int borderType=BORDER_CONSTANT,
                   const Scalar& borderValue=morphologyDefaultBorderValue() );

/* op:
 * MORPH_OPEN – 开运算
 * MORPH_CLOSE – 闭运算
 * MORPH_GRADIENT - 形态学梯度
 * MORPH_TOPHAT - 顶帽
 * MORPH_BLACKHAT - 黑帽
 */
// 用指针遍历
int *t = stats.ptr(i);
// 返回连通块个数
// stats nx5 四边形的 x y width height
int connectedComponentsWithStats(InputArray image, OutputArray labels,
                                 OutputArray stats, OutputArray centroids,
                                 int connectivity = 8, int ltype = CV_32S);

1-10 1-10

12

blur(frame, blurMat, Size size);
medianBlur(frame, medianBlurMat, int size);
GaussianBlur(frame, GaussianBlurMat, Size size, x, y);

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Canny

Canny(grayMat, edgeMat, edgeThresh, edgeThresh * 3);

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最开始直接尝试各种滤波,但是除了脸部区域其他地方也会变模糊。

然后尝试连通块检测,想找到脸部区域的连通块,仅对脸部区域滤波。最开始碰到的问题就是太多小个连通块了,不知道脸部的连通块是第几个,后面想到用 GaussianBlur 可以把小的全部先过滤了。

获得连通块滤波之后需要叠加,一开始只想到遍历整个图像进行连通块区域的覆盖,后面搜到可以直接

ROI = src(Rcet(x, y, width, height))

操作 ROI 的时候 src 中相对于区域也回改变。但是发现用 medianBlur 的时候是可行的,换成了 bilateralFilter 就失效了,src 中的区域不会改变,即使我之后再把滤波的结果拷贝给 ROI 也不行,现在还不知道为什么

但是这个方法操作的是一个矩形,并不是单纯的脸部,还是会有其他区域模糊的问题。搜索之后又找到一个新的方法:

通过连通块检测得到的 labelsMat 对脸部区域做一个 mask,脸部为 255(黑),其他区域为 0(黑),然后通过 bitwise_and 获取 src 的脸部

bitwise_and(src, maskMat, faceMat);

这样出来的脸部就不再是一个矩形了,这样滤波再叠加就基本没问题了,在叠加的时候也发现了 copyTo 的新用法

// mask 和 image 重叠以后把 mask 中像素值为 0(黑色)的点对应的 image 中的点变为透明,而保留其他点
image.copyTo(dst, mask)

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Final

Final

Winter Task OpenCV
本文作者
Jalen
发布于
January 6. 2023
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