C++ OpenCV 基本操作

画像の基本操作

画像の読み取り、表示、保存

OpenCVでは、画像の基本操作には、画像の読み取り、表示、保存が含まれます。これらの操作は画像処理の基礎です。

画像の読み取り：使用してimread関数で画像を読み取ります。この関数の最初のパラメータは画像ファイルのパス、2番目のパラメータは画像の読み取り方法（カラー画像、グレースケール画像など）です。

cv::Mat image = cv::imread("image.jpg", cv::IMREAD_COLOR);

画像の表示：使用してimshow関数で画像を表示します。この関数の最初のパラメータはウィンドウの名前、2番目のパラメータは表示する画像です。

cv::imshow("Display Window", image);
cv::waitKey(0); // 等待按键按下

cv::imwrite("output.jpg", image);

画像の基本属性

画像の基本属性には、サイズ、チャンネル数、ピクセル値が含まれます。

サイズ：画像のサイズはrowsとcols属性で取得できます。

int height = image.rows;
int width = image.cols;

チャンネル数：画像のチャンネル数はchannels()メソッドで取得できます。

int channels = image.channels();

ピクセル値：を使用してatメソッドで画像のピクセル値にアクセスできます。

cv::Vec3b pixel = image.at<cv::Vec3b>(y, x); // 访问(x, y)处的像素值

画像の作成と初期化

：を使用してMatクラスで画像を作成および初期化できます。

画像の作成：指定したサイズとタイプの画像を作成できます。

cv::Mat newImage(480, 640, CV_8UC3, cv::Scalar(0, 0, 255)); // 创建一个640x480的红色图像

画像の初期化：を使用してsetToメソッドで画像を初期化できます。

image.setTo(cv::Scalar(255, 255, 255)); // 将图像初始化为白色

画像のピクセル操作

画像のピクセル操作には、ピクセルの走査とピクセル値の変更が含まれます。

ピクセルの走査：二重ループを使用して画像の各ピクセルを走査できます。

for (int y = 0; y < image.rows; y++) {
    for (int x = 0; x < image.cols; x++) {
        cv::Vec3b& pixel = image.at<cv::Vec3b>(y, x);
        // 对像素进行操作
    }
}

ピクセル値の変更：ピクセルの値を直接変更できます。

pixel[0] = 255; // 将蓝色通道设置为255
pixel[1] = 0;   // 将绿色通道设置为0
pixel[2] = 0;   // 将红色通道设置为0

画像の幾何変換

拡大縮小、回転、平行移動、反転

画像の幾何変換には、拡大縮小、回転、平行移動、反転が含まれます。

拡大縮小：使用してresize関数で画像を拡大縮小します。

cv::Mat resizedImage;
cv::resize(image, resizedImage, cv::Size(newWidth, newHeight));

回転：使用してgetRotationMatrix2DとwarpAffine関数で画像を回転します。

cv::Point2f center(image.cols / 2.0, image.rows / 2.0);
cv::Mat rotationMatrix = cv::getRotationMatrix2D(center, angle, 1.0);
cv::Mat rotatedImage;
cv::warpAffine(image, rotatedImage, rotationMatrix, image.size());

平行移動：使用してwarpAffine関数で画像を平行移動します。

cv::Mat translationMatrix = (cv::Mat_<double>(2, 3) << 1, 0, tx, 0, 1, ty);
cv::Mat translatedImage;
cv::warpAffine(image, translatedImage, translationMatrix, image.size());

反転：使用してflip関数で画像を反転します。

cv::Mat flippedImage;
cv::flip(image, flippedImage, 1); // 1表示水平翻转，0表示垂直翻转

アフィン変換と射影変換

アフィン変換：アフィン変換は線形変換に平行移動を加えた変換で、warpAffine関数を使用して実現できます。

cv::Mat affineMatrix = cv::getAffineTransform(srcPoints, dstPoints);
cv::Mat affineImage;
cv::warpAffine(image, affineImage, affineMatrix, image.size());

射影変換：射影変換はより一般的な変換で、warpPerspective関数を使用して実現できます。

cv::Mat perspectiveMatrix = cv::getPerspectiveTransform(srcPoints, dstPoints);
cv::Mat perspectiveImage;
cv::warpPerspective(image, perspectiveImage, perspectiveMatrix, image.size());

画像の色空間変換

RGB、グレースケール、HSVなどの色空間

画像の色空間には、RGB、グレースケール、HSVなどがあります。

• RGB：RGBは最も一般的な色空間で、赤、緑、青の3つのチャンネルを表します。
• グレースケール：グレースケール画像は1つのチャンネルを持ち、輝度を表します。
• HSV：HSV色空間は、色相（Hue）、彩度（Saturation）、明度（Value）を表します。

色空間変換

：使用してcvtColor関数で色空間変換を行います。

RGBからグレースケールへの変換：

cv::Mat grayImage;
cv::cvtColor(image, grayImage, cv::COLOR_BGR2GRAY);

RGBからHSVへの変換：

cv::Mat hsvImage;
cv::cvtColor(image, hsvImage, cv::COLOR_BGR2HSV);

チャンネルの分離と結合

チャンネルの分離：使用してsplit関数で画像のチャンネルを分離します。

std::vector<cv::Mat> channels;
cv::split(image, channels);

チャンネルの結合：使用してmerge関数で複数のチャンネルを1つの画像に結合します。

cv::Mat mergedImage;
cv::merge(channels, mergedImage);

例

C++ OpenCVの基本操作には、画像の読み取り、表示、保存、ピクセル操作、画像属性の取得などが含まれます。

以下は、一般的なOpenCVの基本操作とそのコード例です：

1. 画像の読み取りと表示

2. 画像の保存

3. 画像属性の取得

4. ピクセル値のアクセスと変更

5. 画像の色空間変換

6. 画像の切り抜きと拡大縮小

7. 画像のコピーとクローン

8. 画像の幾何変換