NDK-059: 图像的绘制和卷积操作

1.inline 内联函数

define,宏替换,编译的时候就替换。跟static final很类似。
宏函数,也做到了替换。
#define MAX(a,b) a>b ? a : b;
int max = MAX(1,5);
inline 和define很类似,做到了编译时替换。不需要函数的压栈出栈,节省栈内存。
区别:define并没有严格的检测。

inline int max(int a, int b){
return a>b ? a : b;
} // 这种方式,有严格的检测。

使用场景:一般不涉及过于复杂的函数,可以用它。不需要压栈弹栈,相当于函数不存在。

1.2const,define的区别:

C++中不但可以用define定义常量还可以用const定义常量,它们的区别如下:

用#define MAX 255定义的常量是没有类型的,所给出的是一个立即数,编译器只是把所定义的常量值与所定义的常量的名字联系起来,
define所定义的宏变量在预处理的时候进行替换,在程序中使用到该常量的地方都要进行拷贝替换;

用const float MAX = 255; 定义的常量有类型名字,存放在内存的静态区域中,在程序运行过程中const变量只有一个拷贝,
而#define 所定义的宏变量却有多个拷贝,所以宏定义在程序运行过程中所消耗的内存要比const变量的大得多;
用define定义的常量是不可以用指针变量去指向的,用const定义的常量是可以用指针去指向该常量的地址的;
用define可以定义一些简单的函数,const是不可以定义函数的.

具体来说,有以下几方面的区别:
1.编译器处理方式
define – 在预处理阶段进行替换
const – 在编译时确定其值

2.类型检查
define – 无类型,不进行类型安全检查,可能会产生意想不到的错误
const – 有数据类型,编译时会进行类型检查

3.内存空间
define – 不分配内存,给出的是立即数,有多少次使用就进行多少次替换,在内存中会有多个拷贝,消耗内存大
const – 在静态存储区中分配空间,在程序运行过程中内存中只有一个拷贝

4.其他
在编译时, 编译器通常不为const常量分配存储空间,而是将它们保存在符号表中,这使得它成为一个编译期间的常量,没有了存储与读内存的操作,使得它的效率也很高。
宏替换只作替换,不做计算,不做表达式求解。

宏定义的作用范围仅限于当前文件。
默认状态下,const对象只在文件内有效,当多个文件中出现了同名的const变量时,等同于在不同文件中分别定义了独立的变量。
如果想在多个文件之间共享const对象,必须在变量定义之前添加extern关键字(在声明和定义时都要加)。

2. 绘制形状和文字

线 line
椭圆 ellipse
矩形 rectangle
圆 circle
填充 fillPloy
文字 putText

#define MAX(a,b) a>b ? a:b
// inline 内联函数,类似于 define 函数,做到编译时替换
// 区别:define 并没有严格的检测
// inline 使用场景:不涉及过于复杂的函数 
inline int max(int a, int b){
    return a > b ? a : b;
}

int main(){
    Mat src = imread("C:/Users/hcDarren/Desktop/android/test.png");
    // 判断读取是否正确,文件不存在
    if (src.empty()){
        cout << " src imread error " << endl;
        return -1;
    }

    // 2. 绘制形状和文字
    // 2.1 线 line  LINE_8 LINE_4 LINE_AA 的区别
    line(src, Point(100, 100), Point(200, 200),Scalar(255,0,0), 2, LINE_8);
    // 2.2 矩形 rectangle
    rectangle(src,Point(100,100),Point(300,300),Scalar(0,0,255),2,LINE_8);

    // 2.3 椭圆 ellipse
    // 第二个参数是: 椭圆的中心点
    // 第三个参数是: Size 第一个值是椭圆 x width 的半径 ,第二个 ...
    // 第四个参数:椭圆的旋转角度0垂直状态,45往右旋转45度,
    // 第五六参数:180,360绘制半个椭圆。
    // ellipse(src, Point(src.cols /2, src.rows /2), Size(src.cols /8, src.rows /4), 180, 180, 360
    //  , Scalar(0, 255, 255), 2);

    // 2.4 圆 cicle,参数2圆心,参数3半径,颜色,宽度,抗锯齿。
    // circle(src, Point(src.cols /2, src.rows /2), src.rows/4, Scalar(255,255,0),2,LINE_AA);

    // 2.5 填充 fillPoly 多边形
    // CV_EXPORTS void fillPoly(Mat& img, const Point** pts,
    //   const int* npts, int ncontours,
    //   const Scalar& color, int lineType = LINE_8, int shift = 0,
    //   Point offset = Point()); 

    Point pts[1][4]; // 构建多边形,三角形。
    pts[0][0] = Point(100, 100);
    pts[0][1] = Point(100, 200);
    pts[0][2] = Point(200, 200);
    pts[0][3] = Point(100, 100);

    const Point* ptss[] = { pts[0] }; // 二维数组
    const int npts[] = { 4 }; // 数组中的元素
    fillPoly(src, ptss, npts, 1, Scalar(255, 0, 0), 8);

    // 文字 putText
    // fontFace 字体 
    // fontScale 1 缩放   左上角
    putText(src, "Hello OpenCV", Point(100, 100), CV_FONT_BLACK, 1, Scalar(0, 0, 255),1, LINE_AA);

    // 随机画 srand 画线
    // opencv 做随机 srand random 效果一样
    RNG rng(time(NULL));
    // 创建一张图,与 src 的宽高和颜色通道一致 ,所有的点都是 0
    Mat dst = Mat::zeros(src.size(), src.type());
    for (int i = 0; i < 1000; i++){ // 1000个随机线条
        Point sp;
        sp.x = rng.uniform(0, dst.cols); // 随机数生成数再(0, dst.cols)之间。
        sp.y = rng.uniform(0, dst.rows);
        Point ep;
        ep.x = rng.uniform(0, dst.cols);
        ep.y = rng.uniform(0, dst.rows);
        line(dst, sp, ep, Scalar(rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255)));
    }

    imshow("src", dst);
    waitKey(0);
    getchar();
}

3.图像卷积和滤波操作

图像矩阵掩膜操作(可以过滤图像信息,提高对比度,如让河流的两边更明显,让重要信息突出)
角落拿临近的像素点。拿对边的点来计算。或者拿自己最近的现有值。

filter2D

4.模糊图像,对每个像素点都要处理。

根据周边的像素值来确定自己的像素值,平均值,最大值,最小值,正太分布值

  • 均值模糊blur, 图像平滑化。
    模糊。 取周边的点,然后取平均值 赋值给目标点。
    根据周边的像素值来确定自己的像素值,平均值,最大值,最小值,正态分布值。
  • 高斯模糊GaussianBlur
    正态分布值。越靠近自己点,所占的比例越大;越远离,所占的比例越小,他们的比例和为1.

如果要去写高斯模糊的效果或者说均值模糊的效果,
Java 来写的思路:
根据模糊的半径计算出 权值,然后相乘 半径内的像素点,赋值给自己。
opencv处理的方式: 在图像卷积的基础上,去做的处理。

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
using namespace std;
using namespace cv;

int main(){
    Mat src = imread("C:/Users/hcDarren/Desktop/android/test.png");
    // 判断读取是否正确,文件不存在
    if (src.empty()){
        cout << " src imread error " << endl;
        return -1;
    }

    /*
    //生成一个和源图像大小相等类型相同的全0矩阵
    Mat dest = Mat::zeros(src.size(), src.type());
    //获取图像的列数,一定不要忘记图像的通道数
    int cols = (src.cols - 1) * src.channels();
    int rows = src.rows;//获取图像的行数
    int offsetx = src.channels(); // 偏移量

    for (int row = 1; row < rows - 1; row++){
        // 上一行指针
        uchar* previous = src.ptr<uchar>(row - 1);
        // 当前行
        uchar* current = src.ptr<uchar>(row);
        // 下一行
        uchar* next = src.ptr<uchar>(row + 1);
        // 输出
        uchar* output = dest.ptr<uchar>(row);
        
        // 处理一行内的所有像素点。
        for (int col = offsetx; col < cols; col++){ 
            // 卷积操作,saturate_cast避免数值越界
            output[col] = saturate_cast<uchar>(
                5 * current[col] - (current[col - offsetx] + current[col + offsetx] + previous[col] + next[col]));
        }
    }
    */

    // 再去查查
    Mat dest;
    // src depth 下周再讲,Point(-1, -1) 代表中心点
    // openCV提供了函数filter2D
    // 0,-1,0
    // -1,5,-1
    // 0,-1,0  定义一个3*3矩阵。
    Mat kernel = (Mat_<char>(3,3)<< 0, -1, 0, -1, 5, -1, 0, -1, 0);
    // 调用filter2D
    filter2D(src, dest, src.depth(), kernel);

    imshow("src", dest);
    waitKey(0);
    return 0;
}
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