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Emgu学习之(三)——操作图像数据

时间:2015-12-13 17:19:18      阅读:1163      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:

Visual Studio Community 2015 工程和代码:http://pan.baidu.com/s/1jHmlQeE

内容

在这篇文章中将提到以下内容:

  • 修改像素值
  • 图像ROI
  • 图像加法
  • 图像减法
  • 按位运算
  • 图像混合

准备工作

1 using Emgu.CV;
2 using Emgu.CV.Structure;
3 using Emgu.CV.CvEnum;

   技术分享

  • 新建DataAccess类:
 1 using Emgu.CV;
 2 using Emgu.CV.Structure;
 3 using Emgu.CV.CvEnum;
 4 
 5 namespace AccessingImageData
 6 {
 7     public class DataAccess
 8     {
 9     }
10 }

修改像素值

可以通过行、列索引直接操作像素值,操作方式如下:

_image[row, cols] = new Bgr(Color.Green);

在DataAccess类中添加ExchangePixelValue方法,这个方法将交换两个区域的像素值。

 1      /// <summary>
 2         /// 交换图像中两个区域的像素值
 3         /// </summary>
 4         /// <param name="image"></param>
 5         public static void ExchangePixelValue(Image<Bgr, Byte> image)
 6         {
 7             for(int i = 0; i < 100; i ++)
 8                 for(int j = 0; j < 200; j ++)
 9                 {
10                     Bgr tmp = image[i, j];
11                     image[i, j] = image[i + 100, j + 200];
12                     image[i + 100, j + 200] = tmp;
13                 }
14         }

在Form1.cs中调用此方法的效果如下,小狗的脸去到了左上角,左上角的天空去到了小狗的脸位置。

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图像ROI

ROI即为region of interest(感兴趣区域)。

“在很多情况下,使用它会提高计算机视觉代码的执行速度,这是因为它允许对图像的某一小部分进行操作,而不是对整个图像进行运算。在OpenCV中,普遍支持ROI,函数的

操作被限于感兴趣区域。”——《学习OpenCV(中文版)》。也就是如果你想只对图片的某个区域操作,你可以设置ROI后直接对图片进行操作,这时候被处理的部分只有ROI

区域。

OpenCV提供了cvSetImageROI()函数设置ROI区域,和cvResetImageROI()函数取消ROI,在Emgu中你可以在CvInvoke类中找到这两个方法,同时你也可以设置Image

类的ROI属性来设置ROI,通过访问IsROISet来获取当前对象是否已经设置了ROI,如果要取消ROI,你需要把对象的ROI属性设置为Rectangle.Empty。Rectangle类来自于

System.Drawing,也就是在Emgu中ROI为Rectangle对象指定的矩形区域。

下面代码显示了设置、取消ROI操作,在DataAccess类中添加SetRoiRed方法:

 1         /// <summary>
 2         /// 设置指定ROI区域为红色
 3         /// </summary>
 4         /// <param name="image"></param>
 5         /// <param name="roi"></param>
 6         public static void SetRoiRed(Image<Bgr, Byte> image, Rectangle roi)
 7         {
 8             image.ROI = roi;
 9             image.SetValue(new Bgr(Color.Red));
10             //要记得取消ROI的设置,否则后续的操作都会在ROI中进行,包括显示图像
11             image.ROI = Rectangle.Empty;
12         }

在Form1中调用这个方法的运行效果为:

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图像加法

使用Image.Add()方法,你可以让两个图像相加,或让当前图像加上一个色彩值。另外你也可以使用CvInvoke.Add()方法执行相同的操作,

Image.Add()方法内部就是调用CvInvoke.Add()方法实现的。

Image.Add()有3个实现,每个实现的返回都是一个相同色彩空间、值类型的Image对象:

1     ///<summary> 当前图片与另外一张图片相加,另外一张图片必须与当前图片是相同的类型和尺寸(或相同ROI尺寸) </summary>
2       ///<param name="img2">与当前图片相加的图片</param>
3       ///<returns> 相加的结果</returns>
4       public Image<TColor, TDepth> Add(Image<TColor, TDepth> img2)
1     ///<summary> 当前图片与另外一张图片相加(ret(I)=src1(I)+src2(I) if mask(I)!=0),另外一张图片必须与当前图片是相同的类型和尺寸(或形同ROI尺寸)</summary>
2       ///<param name="img2">另一张图片</param>
3       ///<param name="mask">掩膜图片</param>
4       ///<returns> 使用掩膜图片相加的结果</returns>
5       public Image<TColor, TDepth> Add(Image<TColor, TDepth> img2, Image<Gray, Byte> mask)
1       ///<summary> 当前图片加上一个色彩值 </summary>
2       ///<param name="val"> 色彩值 </param>
3       ///<returns> 相加的结果 <paramref name="val"/> from the current image</returns>
4       public Image<TColor, TDepth> Add(TColor val)

接下来我们演示如何使用这些方法:在DataAccess类中添加JustAdd和AddUsingMask方法,JustAdd方法只是简单的调用Add方法。

而AddUsingMask方法中,我们首先需要创建一张掩膜图片,掩膜图片左半边为白色(255),右半边为黑色(0),在执行加操作时,

白色部分会执行加操作,而黑色部分不执行任何操作,所以resImage的右半边是黑色的,这时把原图的右半边拷贝到resImage的右半

边上,代码如下:

 1         /// <summary>
 2         /// 两张图片相加
 3         /// </summary>
 4         /// <param name="image1">相加的源图片1</param>
 5         /// <param name="image2">相加的源图片2</param>
 6         /// <returns></returns>
 7         public static Image<Bgr, Byte> JustAdd(Image<Bgr, Byte> image1, Image<Bgr, Byte> image2)
 8         {
 9             return image1.Add(image2);
10         }
11 
12         /// <summary>
13         /// 使用掩码图片进行相加操作
14         /// </summary>
15         /// <param name="image1"></param>
16         /// <param name="image2"></param>
17         /// <returns></returns>
18         public static Image<Bgr, Byte> AddUsingMask(Image<Bgr, Byte> image1, Image<Bgr, Byte> image2)
19         {
20             var rect = new Rectangle(new Point(0, 0), new Size(image1.Width / 2, image1.Height));
21             using (var mask = new Image<Gray, Byte>(image1.Size))
22             { 
23                 mask.SetZero();//设置所有值为0
24                 mask.ROI = rect;
25                 mask.SetValue(255);//设置ROI的值为255
26                 mask.ROI = Rectangle.Empty;//去掉ROI
27                 //res(I)=img1(I)+img2(I) if mask(I)!=0
28                 var resImage = image1.Add(image2, mask);
29                 mask._Not();//反转mask的值(255->0, 0->255)
30                 image1.Copy(resImage, mask);//在mask(I) != 0的条件下,把image1的值拷贝到resImage中
31                 return resImage;
32             }
33         }

在Form1中调用以上方法:

 1         private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
 2         {
 3             _image = new Image<Bgr, byte>(Properties.Resources.gougou);
 4             imageBox1.Image = _image;
 5             imageBox2.Image = DataAccess.JustAdd(_image, _image);//图片自加
 6             imageBox4.Image = DataAccess.AddUsingMask(_image, _image);
 7 
 8             //创建掩膜图片
 9             var mask = new Image<Gray, Byte>(_image.Size);
10             mask.SetZero();//设置所有值为0
11             mask.ROI = new Rectangle(new Point(0, 0), new Size(_image.Width / 2, _image.Height));
12             mask.SetValue(255);//设置ROI的值为255
13             mask.ROI = Rectangle.Empty;//去掉ROI
14 
15             imageBox3.Image = mask;
16         }

运行效果:

 

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图像减法

使用Image.Sub()方法,你可以让当前图像减去另外一个图像,或让当前图像减去一个色彩值。另外你也可以使用CvInvoke.Subtract()方法执行相同的操作,

Image.Sub()方法内部就是调用CvInvoke.Subtract()方法实现的。

与加法相似,Image.Sub()同样有3个实现,每个实现的返回都是一个相同色彩空间、值类型的Image对象:

1        ///<summary> 当前图片减去一张图片,被减图片必须与当前图片是相同的类型和尺寸(或相同的ROI尺寸) </summary>
2        ///<param name="img2">被减图片</param>
3        ///<returns> 相减的结果</returns>
4        public Image<TColor, TDepth> Sub(Image<TColor, TDepth> img2)
1       ///<summary> 当前图片减去另外一张图片(ret(I)=src1(I)-src2(I) if mask(I)!=0),被减图片必须与当前图片是相同的类型和尺寸(或相同的ROI尺寸) </summary>
2        ///<param name="img2">被减图片</param>
3        ///<param name="mask">掩膜图片</param>
4        ///<returns> 使用掩膜图片相减的结果</returns>
5        public Image<TColor, TDepth> Sub(Image<TColor, TDepth> img2, Image<Gray, Byte> mask)
1        ///<summary> 当前图片减去一个色彩值</summary>
2        ///<param name="val">被减去的色彩值</param>
3        ///<returns> 减去色彩值的结果</returns>
4        public Image<TColor, TDepth> Sub(TColor val) 

接下来我们演示如何使用这些方法:在DataAccess类中添加JustSub和SubUsingMask方法,代码如下:

 1         /// <summary>
 2         /// 图像减法
 3         /// </summary>
 4         /// <param name="image1"></param>
 5         /// <param name="image2"></param>
 6         /// <returns></returns>
 7         public static Image<Bgr, Byte> JustSub(Image<Bgr, Byte> image1, Image<Bgr, Byte> image2)
 8         {
 9             return image1.Sub(image2);
10         }
11 
12         /// <summary>
13         /// 在掩码图片的条件下,用image1减去image2的值
14         /// </summary>
15         /// <param name="image1"></param>
16         /// <param name="image2"></param>
17         /// <returns></returns>
18         public static Image<Bgr, Byte> SubUsingMask(Image<Bgr, Byte> image1, Image<Bgr, Byte> image2)
19         {
20             var rect = new Rectangle(new Point(0, 0), new Size(image1.Width / 2, image1.Height));
21             using (var mask = new Image<Gray, Byte>(image1.Size))
22             {
23                 mask.SetZero();//设置所有值为0
24                 mask.ROI = rect;
25                 mask.SetValue(255);//设置ROI的值为255
26                 mask.ROI = Rectangle.Empty;//去掉ROI
27                 //res(I)=img1(I)-img2(I) if mask(I)!=0
28                 var resImage = image1.Sub(image2, mask);
29                 mask._Not();//反转mask的值(255->0, 0->255)
30                 image1.Copy(resImage, mask);//在mask(I)!= 0的条件下,把image1的值拷贝到resImage中
31                 return resImage;
32             }
33         }

在Form1中调用以上方法,在加法演示中我们使图片自加,得到了一张更亮的照片,但是在减法中如果我们使图片自减就会得到一张黑色的图片,

但是为了使读者能清晰的看到减法操作,我们使原图减去一张红色图,所以在以下程序中我们需要创建一张红色图片:

 1         private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
 2         {
 3             _image = new Image<Bgr, byte>(Properties.Resources.gougou);
 4             imageBox1.Image = _image;
 5             using (var colorImage = new Image<Bgr, Byte>(_image.Size))
 6             {//首先创建一张红色图片
 7                 colorImage.SetValue(new Bgr(Color.Red));
 8                 imageBox2.Image = DataAccess.JustSub(_image, colorImage);
 9                 imageBox4.Image = DataAccess.SubUsingMask(_image, colorImage);
10             }
11 
12             //创建掩膜图片
13             var mask = new Image<Gray, Byte>(_image.Size);
14             mask.SetZero();//设置所有值为0
15             mask.ROI = new Rectangle(new Point(0, 0), new Size(_image.Width / 2, _image.Height));
16             mask.SetValue(255);//设置ROI的值为255
17             mask.ROI = Rectangle.Empty;//去掉ROI
18 
19             imageBox3.Image = mask;
20         }

运行效果:

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按位运算

按位运算有与(And)、或(Or)、非(Not)和异或(Xor)运算。要执行这些运算,你可以使用CvInvoke类下的静态方法:BitwiseAnd、BitwiseNot、BitwiseOr、

BitwiseXor。但是与加减法类似,Image类同时也提供Add、Not、Or、Xor方法,同时还提供了_Add、_Not、_Or、_Xor,这些带下划线的方法会在当前对象上进行

运算,而不带下划线的方法则是返回新的对象。同时_Add、_Not、_Or、_Xor不提供掩膜操作。

接下来我们演示如何把OpenCV的logo添加到狗狗图片中,这里我们需要一张和logo图同样的mask图片。首先我们在DataAccess类中添加AddLogo方法:

 1         /// <summary>
 2         /// 在掩膜图片的条件下,在图片中添加logo,掩膜图片为logo图片的二值图
 3         /// </summary>
 4         /// <param name="image"></param>
 5         /// <param name="logo"></param>
 6         /// <param name="mask"></param>
 7         /// <returns></returns>
 8         public static Image<Bgr, Byte> AddLogo(Image<Bgr, Byte> image, Image<Bgr, Byte> logo, Image<Gray, Byte> mask)
 9         {
10             var resImage = image.Copy();
11 
12             //设置操作区域,所有的操作都在这个区域中进行
13             image.ROI = new Rectangle(new Point(0, 0), logo.Size);
14             resImage.ROI = image.ROI;
15 
16             using (var colorMask = mask.Convert<Bgr, Byte>())
17             {
18                 //把Logo区域变成白色(0xFF)
19                 CvInvoke.Add(image, colorMask, resImage, mask);
20             }
21           
22             CvInvoke.BitwiseAnd(resImage, logo, resImage, mask);
23 
24             //失能操作区域
25             resImage.ROI = Rectangle.Empty;
26             return resImage;
27         }

然后,在Form1中调用AddLogo方法:

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图像混合

图像混合和图像加法类似,图像加法是简单的把两张图片相加,而图像混合是将两张图片按照不同的权重相加:

 res[m, n] = α·src1[m,n] + β·src1[m,n] + γ(其中α = 1 - β)

实现这个功能的函数为cvAddWeighted方法,以下为调用实例:

1 var resImage =  image1.AddWeighted(image2, 0.5, 0.5, 0);

 

这里α = 0.5,β = 0.5, γ = 0。

运行效果为:

技术分享

Emgu学习之(三)——操作图像数据

标签:

原文地址:http://www.cnblogs.com/CoverCat/p/5014259.html

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