• 学习 opencv---(4) 分离颜色通道 && 多通道混合


       上篇文章中我们讲到了使用addWeighted函数进行图像混合操作,以及将ROI和addWeighted函数结合起来使用,对指定区域进行图像混合操作。

        而为了更好地观察一些图像材料的特征,有时需要对RGB三个颜色通道的分量进行 分割显示和调整 。通过Opencv 的split和merge 方法很方便 达到的目的。

        

       

          一、分离颜色通道

         先讲讲这俩个互为冤家的函数。首先讲进行通道分离的split 函数

         <1>split函数详解

           将一个多通道数组分离成几个单通道数组。  PS:这里的array按语境译为 数组或阵列。

        这里的split 函数的C++版本有俩个原型,他们分别是:

    1 void split(const Mat& src,Mat *mvbegin);
    2 void split(InputArray m, OutputArrayOfArrays mv);

         变量介绍:

         ----第一个参数:InputArray类型的m或者const Mat&类型的src,填我们需要进行分离的多通道数组。

         ----第二个参数,OutputArrayOfArrays类型的mv,填函数的输出数组或者输出的vector容器。

          这里的OutputArrayOfArrays我们通过【转到定义】大法,可以查到它是_OutputArray的引用,那么我们在源代码中再次通过【转到定义】看到_OutputArray类的原型,即是OutputArrayOfArrays的原型:

     1 class CV_EXPORTS _OutputArray : public_InputArray  
     2 {  
     3 public:  
     4    _OutputArray();  
     5    
     6    _OutputArray(Mat& m);  
     7    template<typename _Tp> _OutputArray(vector<_Tp>& vec);  
     8    template<typename _Tp> _OutputArray(vector<vector<_Tp>>& vec);  
     9    _OutputArray(vector<Mat>& vec);  
    10    template<typename _Tp> _OutputArray(vector<Mat_<_Tp>>& vec);  
    11    template<typename _Tp> _OutputArray(Mat_<_Tp>& m);  
    12    template<typename _Tp, int m, int n> _OutputArray(Matx<_Tp, m,n>& matx);  
    13    template<typename _Tp> _OutputArray(_Tp* vec, int n);  
    14    _OutputArray(gpu::GpuMat& d_mat);  
    15    _OutputArray(ogl::Buffer& buf);  
    16    _OutputArray(ogl::Texture2D& tex);  
    17    
    18     _OutputArray(constMat& m);  
    19    template<typename _Tp> _OutputArray(const vector<_Tp>&vec);  
    20    template<typename _Tp> _OutputArray(constvector<vector<_Tp> >& vec);  
    21    _OutputArray(const vector<Mat>& vec);  
    22    template<typename _Tp> _OutputArray(const vector<Mat_<_Tp>>& vec);  
    23    template<typename _Tp> _OutputArray(const Mat_<_Tp>& m);  
    24    template<typename _Tp, int m, int n> _OutputArray(constMatx<_Tp, m, n>& matx);  
    25    template<typename _Tp> _OutputArray(const _Tp* vec, int n);  
    26    _OutputArray(const gpu::GpuMat& d_mat);  
    27    _OutputArray(const ogl::Buffer& buf);  
    28    _OutputArray(const ogl::Texture2D& tex);  
    29    
    30    virtual bool fixedSize() const;  
    31    virtual bool fixedType() const;  
    32    virtual bool needed() const;  
    33    virtual Mat& getMatRef(int i=-1) const;  
    34    /*virtual*/ gpu::GpuMat& getGpuMatRef() const;  
    35    /*virtual*/ ogl::Buffer& getOGlBufferRef() const;  
    36    /*virtual*/ ogl::Texture2D& getOGlTexture2DRef() const;  
    37    virtual void create(Size sz, int type, int i=-1, bool allowTransposed=false,int fixedDepthMask=0) const;  
    38    virtual void create(int rows, int cols, int type, int i=-1, boolallowTransposed=false, int fixedDepthMask=0) const;  
    39    virtual void create(int dims, const int* size, int type, int i=-1, boolallowTransposed=false, int fixedDepthMask=0) const;  
    40    virtual void release() const;  
    41    virtual void clear() const;  
    42    
    43 #ifdefOPENCV_CAN_BREAK_BINARY_COMPATIBILITY  
    44    virtual ~_OutputArray();  
    45 #endif  
    46 };  

       

         类体中还是有不少内容的,其实注意到里面是定义的各种模板,重载的各种构造函数就可以了。

     

    好了,穿越完OutputArrayOfArrays的介绍,我们继续讲解split。

     

    split函数分割多通道数组转换成独立的单通道数组,按公式来看就是这样:

     

                                 

       

         <2>merge函数详解

        merge()函数的功能是split()函数的逆向操作,将多个数组组合合并成一个多通道的数组

         它通过组合一些给定的单通道数组,将这些孤立的单通道数组合并成一个多通道的数组,从而创建出一个由多个单通道阵列组成的多通道阵列。它有两个基于C++的函数原型:

    void merge(const Mat* mv, size_tcount,OutputArray dst);
    void merge(InputArrayOfArrays mv, OutputArray dst);

        

    • 第一个参数,mv,填需要被合并的输入矩阵或vector容器的阵列,这个mv参数中所有的矩阵必须有着一样的尺寸和深度。
    • 第二个参数,count,当mv为一个空白的C数组时,代表输入矩阵的个数,这个参数显然必须大于1.
    • 第三个参数,dst,即输出矩阵,和mv[0]拥有一样的尺寸和深度,并且通道的数量是矩阵阵列中的通道的总数。

       

    函数解析:

    merge函数的功能是将一些数组合并成一个多通道的数组。关于组合的细节,输出矩阵中的每个元素都将是输出数组的串接,其中,第i个输入数组的元素被视为mv[i]。 c一般用其中的Mat::at()方法对某个通道进行存取,也就是这样用channels.at(0)。

    PS: Mat::at()方法,返回一个引用到指定的数组元素。注意是引用,相当于两者等价,修改其中一个另一个跟着变。

        

        

    一对做相反操作的plit()函数和merge()函数和用法就是这些了。另外提一点,如果我们需要从多通道数组中提取出特定的单通道数组,或者说实现一些复杂的通道组合,可以使用mixChannels()函数。

          

        二、多通道图像混合示例程序

        我们把多通道图像混合的实现代码封装在了名为MultiChannelBlending()的函数中

        

      1 #include <iostream>
      2 #include <vector>
      3 #include <opencv2/core/core.hpp>
      4 #include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
      5 
      6 
      7 using namespace cv;
      8 using namespace std;
      9 
     10 bool MultiChannelBlending();
     11 
     12 
     13 
     14 /*-------------------------------------------------------------
     15      多通道混合的实现函数
     16 ---------------------------------------------------------------*/
     17 bool MultiChannelBlending()
     18 {
     19     Mat srcImage;
     20     Mat logoImage;
     21     vector<Mat> channels;
     22     
     23     /*-----------------蓝色通道部分----------------------------
     24         描述:多通道混合--蓝色部分
     25     -----------------------------------------------------------*/
     26     //【0】定义相关变量
     27     Mat imageBlueChannel;
     28 
     29     //【1】读入图片
     30     logoImage = imread("dota_logo.jpg",0);
     31     srcImage = imread("dota_jugg.jpg");
     32     if (!logoImage.data)
     33     {
     34         printf("Oh,no,读取logoImage错误~! 
    ");
     35         return false;
     36     }
     37     if (!srcImage.data)
     38     {
     39         printf("Oh,no,读取srcImage错误~! 
    ");
     40         return false;
     41     }
     42 
     43     //【2】把一个3通道图像转换成3个单通道图像
     44     split(srcImage,channels);
     45 
     46     //【3】将原图的蓝色通道引用返回给 imageBlueChannel,注意是引用,相当于两者等价,修改一个另一个也跟着变
     47     imageBlueChannel = channels.at(0);
     48 
     49     //【4】将原图的蓝色通道的(500,250)坐标处右下方的一块区域和logo 图进行加权操作,将得到的混合结果存到imageBlueChannel中
     50     addWeighted(imageBlueChannel(Rect(500,250,logoImage.cols,logoImage.rows)),1.0,logoImage,0.5,0, 
     51                 imageBlueChannel(Rect(500,250,logoImage.cols,logoImage.rows)));
     52 
     53     //【5】将3个单通道重新合并成1个3通道
     54     merge(channels,srcImage);
     55 
     56     //【6】显示效果图
     57     namedWindow("1 游戏原画+(logo+原画蓝色通道) byhehheh");
     58     imshow("1 游戏原画+(logo+原画蓝色通道) byhehheh",srcImage);
     59 
     60 
     61     
     62     /*-----------------绿色通道部分----------------------------
     63     描述:多通道混合--绿色部分
     64     -----------------------------------------------------------*/
     65     //【0】定义相关变量
     66     //Mat imageGreenChannel;
     67     /*
     68     //【1】读入图片
     69     logoImage = imread("dota_logo.jpg", 0);
     70     srcImage = imread("dota_jugg.jpg");
     71     if (!logoImage.data)
     72     {
     73         printf("Oh,no,读取logoImage错误~! 
    ");
     74         return false;
     75     }
     76     if (!srcImage.data)
     77     {
     78         printf("Oh,no,读取srcImage错误~! 
    ");
     79         return false;
     80     }
     81     */
     82     /*    
     83     //【2】把一个3通道图像转换成3个单通道图像
     84     split(srcImage, channels);
     85 
     86     //【3】将原图的绿色通道引用返回给 imageBlueChannel,注意是引用,相当于两者等价,修改一个另一个也跟着变
     87     imageGreenChannel = channels.at(0);
     88 
     89     //【4】将原图的绿色通道的(500,250)坐标处右下方的一块区域和logo 图进行加权操作,将得到的混合结果存到imageBlueChannel中
     90     addWeighted(imageGreenChannel(Rect(500, 250, logoImage.cols, logoImage.rows)), 1.0, logoImage, 0.5, 0,
     91                 imageGreenChannel(Rect(500, 250, logoImage.cols, logoImage.rows)));
     92 
     93     //【5】将3个单通道重新合并成1个3通道
     94     merge(channels, srcImage);
     95 
     96     //【6】显示效果图
     97     namedWindow("2 游戏原画+(logo+原画绿色通道) byhehheh");
     98     imshow("2 游戏原画+(logo+原画绿色通道) byhehheh", srcImage);
     99     */
    100 
    101     /*-----------------红色通道部分----------------------------
    102     描述:多通道混合--红色部分
    103     -----------------------------------------------------------*/
    104     //【0】定义相关变量
    105     //Mat imageRedChannel;
    106     /*
    107     //【1】读入图片
    108     logoImage = imread("dota_logo.jpg", 0);
    109     srcImage = imread("dota_jugg.jpg");
    110     if (!logoImage.data)
    111     {
    112         printf("Oh,no,读取logoImage错误~! 
    ");
    113         return false;
    114     }
    115     if (!srcImage.data)
    116     {
    117         printf("Oh,no,读取srcImage错误~! 
    ");
    118         return false;
    119     }
    120     */
    121     /*
    122     //【2】把一个3通道图像转换成3个单通道图像
    123     split(srcImage, channels);
    124 
    125     //【3】将原图的红色通道引用返回给 imageBlueChannel,注意是引用,相当于两者等价,修改一个另一个也跟着变
    126     imageRedChannel = channels.at(0);
    127 
    128     //【4】将原图的红色通道的(500,250)坐标处右下方的一块区域和logo 图进行加权操作,将得到的混合结果存到imageBlueChannel中
    129     addWeighted(imageRedChannel(Rect(500, 250, logoImage.cols, logoImage.rows)), 1.0, logoImage, 0.5, 0,
    130                 imageRedChannel(Rect(500, 250, logoImage.cols, logoImage.rows)));
    131 
    132     //【5】将3个单通道重新合并成1个3通道
    133     merge(channels, srcImage);
    134 
    135     //【6】显示效果图
    136     namedWindow("3 游戏原画+(logo+原画红色通道) byhehheh");
    137     imshow("3 游戏原画+(logo+原画红色通道) byhehheh", srcImage);
    138     */
    139     return true;
    140 }
    141 
    142 
    143 /*分离颜色通道&多通道图像混合*/
    144 int  main()
    145 {
    146     system("color 6E");
    147 
    148     if (MultiChannelBlending())
    149     {
    150         cout << "得出了需要的图像" << endl;
    151     }
    152 
    153     waitKey(0);
    154     return 0;
    155 }
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