OpenCV2+入门系列（二）：图像的打开、创建与显示（命令行）

前置知识：数字图像的简略知识

这里只是最基础的知识，上课如果稍微听了课的同学可以直接略过不不看。

彩色图像：

对于一副数字图像，对于一副RGB色彩空间的彩色数字图像，它一共有宽X高个像素格子，每个格子的色彩由蓝色、绿色、红色三个原色合成，很简单吧，三原色的合成大家小学就学过喽。计算机中B、G、R三个值可以从0至255选择，不同的值的组合就可以合成出不同的色彩，一般来说总共可以组成255*255*255种色彩。

灰度图像：

而若是图像中所有像素都是由黑到白（0到255）的亮度表示，那么这幅图像将是一副只有灰色的图像（想象一下黑白照片）。

二值图像：

在灰度图像中，把所有亮度大于某个值（二值化阈值）的像素点的亮度设置为255，其余的设置为0，那么就得到了二值图像，它将是只有黑色与白色两种颜色的图像，类似于黑白木刻画。

1.图像的打开

假设大家在C++编程上已经有所建树，而且也大致了解了类、对象、命名空间，那么为了使用OpenCV的相关函数，首先要添加相应的头文件。我们将core.hpp，highgui.hpp添加，并且引用cv这个命名空间。

1.1 打开现有图片

OpenCV 2+版本中图像的存储类型为Mat型，载入图像的函数为imread，显示图像的函数为imshow，很简单吧，只需要几个函数你就可以写出一个图片浏览器（笑~）。

因为太简单了，所以直接放代码：

#include "stdafx.h"
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
using namespace cv;
int main() {
    Mat image = cv::imread("img.jpg");//读取img.jpg到image中，此处可以写相对路径也可以写绝对路径
    namedWindow("图片1");//定义一个名为“图片1”的窗口
    imshow("图片1", image);//在窗口“图片1”中显示image
    waitKey();//等待按键
    return ;
}

每句话都有注释，简单易懂不是吗。由于这里提前引用了cv这个namespace，所以不必每句话前加一个"cv:"，否则你将看到这样的代码：

#include "stdafx.h"
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
int main() {
    cv::Mat image = cv::imread("img.jpg");//读取img.jpg到image中，此处可以写相对路径也可以写绝对路径
    cv::namedWindow("图片1");//定义一个名为“图片1”的窗口
    cv::imshow("图片1", image);//在窗口“图片1”中显示image
    cv::waitKey();//等待按键
    return ;
}

总之最后的效果应该是这样的：

简单说明一下：

1 Mat类型是OpenCV2中用于保存图像或者矩阵信息的数据结构。初始化时可以用上面的方法，直接imread一张图片，也可以指定初始尺寸和初始色彩，这个我们之后再说。

2 通过imread函数，我们可以从指定的路径加载一张图片到内存中（存为Mat型变量）。它的函数原型为：

可以知道它有一个默认参数flags = 1，它表示程序打开的图像默认为三通道的（即BGR三通道），为彩色图像，如果在调用函数时设置flags = 0，那么就会把图像加载成灰度图像（单通道）。当它设置为-1,2,4时都还有另外的意义，不过更详细的函数说明你就要出门左转去看OpenCV的官方手册了，毕竟我这文章也不是文档翻译对吧。

当然有时候你无法确定自己指定的图片是否能够被顺利打开（图片不存在、图片损坏等），因此在使用打开的图像时，最好判断一下图像是否正确读取了，就像这样。

    Mat image = imread("img.jpg",CV_LOAD_IMAGE_COLOR);//读取img.jpg到image中，此处可以写相对路径也可以写绝对路径
    if(!image.data)
    {
        //do something图片没有被读取成功
    }

3 在使用imshow函数显示图像之前，记得一定要先用namedWindow定义一个窗口，窗口参数可以设置大小、位置、缩放等，具体也请去看官方文档。

1.2在内存中创建图像

OK，当然除了从文件读取图像外，我们还可以直接在计算机内存中创建一副图像。我们是这样做的，如图，在定义一个Mat变量时有24种重载可以用来指定变量的初始值。

//你可以这样写：
Mat image2(,,CV_8UC3,Scalar(,,));
//这样写：
Mat image3(image.size(),CV_8UC3,Scalar(,,));
//或者这样写：
Mat image4(image);

第一种写法表示创建一副宽480，高319的8位3通道彩色图像，颜色为255的蓝色。代码中CV_8UC3是一个宏定义，表示的就是8位3通道彩色图像，类似的宏定义还有CV_8U，它表示的是八位灰度图像。Scalar(255,0,0)表示的是创建图像的颜色，三个数字分别表示BGR通道。

第二种写法表示的是创建一个image一样大的绿色图像。

第三章写法则表示直接复制了一个image图像到image4的内存空间。

二、Mat对象的存储格式（简略）

本节很重要，只有了解了Mat变量才能很好的操作图像！

本节很重要，只有了解了Mat变量才能很好的操作图像！

因为很重要，所以说两遍，可是如果要详细说Mat的话，估计一整篇文章都不够，所以这里只能简略的讲讲。

Mat类是用于保存图像的数据结构，它的默认尺寸为0，载入图像数据的方法在上文中已经说了，忘记的同学赶快回去复习。Mat对象在离开作用域以后会其分配的内存会自动被释放，终于不用像以前那样cvRelease图像了。以下是Mat类的简略结构：

Mat
{
public：
/ / … …很多的方法...
...
/*!包括几位字段：
-神奇的签名
-连续性标志
-深度（Note：应该是位深）
-通道数
*/
int flags;（Note ：目前还不知道flags做什么用的）
//!数组的维数，> = 2
int dims ;
//!行和列的数量或 (-1，-1) 此时数组已超过 2 维
int rows,cols;
//!指向数据的指针
uchar *data ;
//!指针的引用计数器 ；
/ / 阵列指向用户分配的数据时，当指针为 NULL
int * refcount ;
/ / 其他成员
...
};

Mat.step定义了数据布局，它代表了图像一行的像素占据的数据长度。而Mat. Data则指向了数组数据的开头，还有一个Mat.elemSize()将返回数组元素的长度。因此第N行第M列的数据可以这样来取，公式并不难理解。

Data = Mat.data + (N - 1)×Mat.step + (M - 1)×Mat.elemSize();

Mat. channels()则表示图像的通道数目，若为灰度图像，那么数据的存放没什么好说的，第一行一个个像素一次排下去，然后是第二行、第三行。如果是三通道，则先存第一个像素的B通道值、然后是G通道值、最后是R通道值。接着再存第二个像素，第三个像素……

恩，好像就说这么多已经足够了，其余的用法等进阶学习以后边用边学就行，有什么遗漏的话以后再重新编辑博文吧。得赶快结束了，我发现这篇文章已经有点太长了……