数字图像处理实验教程 V3.1
实验2 图像采集与显示（综合性，第2章）
1. 实验目的
（1） 了解OpenCV中使用摄像头采集图像的方法。
（2） 掌握OpenCV进行图像采集、存储与显示的实现方法。 2. 实验内容
编写程序，用摄像头采集彩色图像并进行彩色和灰度显示。
3. 实验步骤（验证性实验）
（1） 首先保证计算机安装了某个摄像头（webcam）及其驱动程序，摄像头能
正常采集。
（2） 创建OpenCV控制台项目。
（3） 添加源文件gray.cpp，并输入相关代码。 （4） 编译、连接、运行，得到实验结果。 4. 实验回答问题
（1） IplImage结构体中imageData的格式是什么样的？Char* （2） 函数cvCreateImage的最后一个参数的含义是什么？ channels每个图元的颜色通道数。 可以是 1, 2, 3 或 4.通道是交叉存取的
（3） 画出示例代码gray.cpp程序的流程图。 5. 练习
【基础练习】修改程序，使得程序能读取硬盘上的AVI视频文件并逐帧显示。 【扩展练习】自己编写完整程序实现以下功能： （1） 创建一个窗口 （2） 载入图像 （3） 显示图像
（4） 创建一幅新图像
（5） 将原图像转换为灰度图像赋给新图像 （6） 在新窗口显示新图像 （7） 销毁窗口，释放图像 6. 实验报告要求
实验报告要求写明以下7方面内容： （1） 写明实验目的。
（2） 写明实验内容和步骤。
（3） 写出完整的控制台程序代码，并加详细的注释。 （4） 描绘并解释实验结果，并对实验结果进行分析。 （5） 写明实验中存在的不足，以及改进的方法。 （6） 回答实验中涉及到的问题。 （7） 写出本次实验的体会。 7. 预习内容
（1） 图像坐标变换有哪些？掌握每种变换的公式。 （2） 图像坐标变换的级联。 8. 参考程序代码 /* 程序名：gray.cpp
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说 明：从摄像头采集图像，并转化为灰度图显示 */
#include
int main( int argc, char** argv ) {
//声明IplImage指针
IplImage* pFrame = NULL; IplImage* pFrImg = NULL; CvCapture* pCapture = NULL;
int nFrmNum = 0;
//创建窗口
cvNamedWindow(\ cvMoveWindow(\ cvNamedWindow(\ cvMoveWindow(\
if( !(pCapture = cvCaptureFromCAM(-1)))//从摄像头获取图像
//if( !(pCapture = cvCaptureFromAVI(“sea.avi”))) //从视频文件获取图像 { fprintf(stderr, \报错 return -2; }
//逐帧读取视频
while(pFrame = cvQueryFrame( pCapture )) { nFrmNum++;
//如果是第一帧，需要申请内存，并初始化 if(nFrmNum == 1) { pFrImg = cvCreateImage(cvSize(pFrame->width, pFrame->height), IPL_DEPTH_8U,1);
pFrImg->origin=1;//设置图像数据起点为左下角，可设0查看不同结果 }
cvCvtColor(pFrame, pFrImg, CV_RGB2GRAY); //转化成单通道图像（灰度图像）
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//显示图像
cvShowImage(\ cvShowImage(\ //等待按键事件 cvWaitKey(2);//当前帧采集到之后延迟2毫秒，以便能实现连续显示视频的效果 //cvWaitKey(0);//若参数为0，则无限制等待按键，只能显示第一帧图像 }
//销毁窗口
cvDestroyWindow(\ cvDestroyWindow(\ //释放图像和矩阵
cvReleaseImage(&pFrame); cvReleaseImage(&pFrImg); cvReleaseCapture(&pCapture); return 0; }
9. OpenCV函数解释
需要包含的OpenCV头文件 #include \#include \#include \
cxcore.h：OpenCV核函数头文件
OpenCV基本函数：
OpenCV支持从摄像头和视频文件（AVI）中捕捉图像，使用的两个函数是： cvCaptureFromCAM从摄像头捕捉图像 cvCaptureFromAVI从视频获取图像 返回值均为CvCapture结构体
cvCaptureFromCAM
功能：给从摄像头得到的视频流分配和初始化CvCapture结构。 语法：CvCapture* cvCaptureFromCAM( int index ); 参数：index 要使用的摄像头索引，默认为-1。
cvQueryFrame获取视频序列帧的每一帧
语法：IplImage* cvQueryFrame( CvCapture* capture ); 参数：capture 视频获取结构。
cvCreateImage创建图像函数
语法：IplImage *cvCreateImage(CvSize size, int depth, int channels)
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参数：size：图像的宽、高。depth：图像图元深度。channels每个图元的颜色通道数。
返回值：IplImage结构体。
cvMoveWindow移动窗口函数
语法：void cvMoveWindows(name,int x,int y)
参数：name：窗口的名称。X：窗口左上角的x坐标。Y：窗口左上角的Y坐标。
cvGetWindowHandle获取窗口句柄函数 传入参数为窗口名称。 返回值为窗口的句柄。
cvCvtColor色彩空间转换函数
语法：void cvCvtColor(const CvArr* src, CvArr* dst, int code) 参数：src为源图像的不定数组，CvArr*指针，一般情况为IplImage型指针。Dst：目的地址的CvArr指针，一般为IplImage型结构体。Code：色彩转换空间， 常数定义为CV_
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实验3 图像坐标变换（综合性，第2章）
1. 实验目的
（1） 掌握图像坐标变换的原理和方法。
（2） 能设计相应代码实现图像的旋转与缩放变换。 2. 实验内容
编写程序用OpenCV实现对图像的各种空间变换。需要实现的功能有：旋转与缩放。
3. 实验步骤（综合性实验） （1） 新建源文件rotate.cpp。
（2） 编写程序代码，使程序可以对图像进行旋转与缩放。 （3） 编译、连接（生成工作区）、运行该文件，得到实验结果。
（4） 通过给定的函数，理解所给代码的功能进而改写程序代码，使程序可以
对图像实现指定的空间变换，包括平移、旋转、缩放。 4. 实验回答问题
（1） 请给出图像坐标变换的基本公式和实现原理，并着重说明例程中的算法。 （2） 写出平移矩阵、缩放矩阵、旋转（绕z轴）矩阵。 5. 练习
【基础练习】
（1） 修改例程，使得程序可以每次按键旋转一次图像。（这个修改在现在的代
码上比较困难，需要把rotate函数解开，直接在main函数里写） （2） 修改例程，使得程序可以连续循环地旋转图像。
答：将 if( cvWaitKey(5) == 27 )//如果按键为Escape键，则退出循环 break;
angle =(int) (angle + delta) % 360; 中的break注释掉
【扩展练习】
（1）使用cvFlip函数实现图像绕x，y轴或中心旋转。
（2）修改例程，使得程序可以在旋转图像的同时缩放图像。 【高层进阶】
（1） 使用cvResize函数实现图像的缩放功能。
（2） 编写程序，实现图像的平移、旋转和缩放综合功能。 6. 实验报告要求
实验报告要求写明以下7方面内容： （1） 写明实验目的。
（2） 写明实验内容和步骤。
（3） 写出空间变换所涉及的图像处理函数，并加详细的注释。 （4） 描绘并解释实验结果，并对实验结果进行分析。 （5） 写明实验中存在的不足，以及改进的方法。 （6） 回答实验中涉及到的问题。 （7） 写出本次实验的体会。 7. 预习内容
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