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OpenCV学习——Cxcore绘图函数

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OpenCV绘图函数作用于任何象素深度的矩阵/图像. Antialiasing技术只能在8位图像上实现.所有的函数包括彩色图像的色彩参数（色彩参数是指rgb它是由宏CV_RGB或cvScalar函数构成。）和灰度图像的亮度。
如果一幅绘制图形部分或全部位于图像之外，那么对它先做裁剪。对于彩色图像正常的色彩通道是B(蓝),G(绿),R(红)..。如果需要其它的色彩，可以通过cvScalar中的特殊色彩通道构造色彩，或者在绘制图像之前或之后使用 cvCvtColor或者cvTransform来转换。

曲线与形状

CV_RGB

创建一个色彩值.

 #define CV_RGB( r, g, b )  cvScalar( (b), (g), (r) )

Line

绘制连接两个点的线段

void cvLine( CvArr* img, CvPoint pt1, CvPoint pt2, CvScalar color,
             int thickness=1, int line_type=8, int shift=0 );

img

图像。

pt1

线段的第一个端点。

pt2

线段的第二个端点。

color

线段的颜色。

thickness

线段的粗细程度。

line_type

线段的类型。

8 (or 0) - 8-connected line（8邻接)连接线。

4 - 4-connected line(4邻接)连接线。

CV_AA - antialiased 线条。

shift: 坐标点的小数点位数。

函数cvLine 在图像中的点1和点2之间画一条线段。线段被图像或感兴趣的矩形(ROI rectangle)所裁剪。对于具有整数坐标的non-antialiasing 线条，使用8-连接或者4-连接Bresenham 算法。画粗线条时结尾是圆形的。画 antialiased 线条使用高斯滤波。要指定线段颜色，用户可以使用使用宏CV_RGB( r, g, b )。

Rectangle

绘制简单、指定粗细或者带填充的矩形

void cvRectangle( CvArr* img, CvPoint pt1, CvPoint pt2, CvScalar color,
                  int thickness=1, int line_type=8, int shift=0 );

img: 图像.
pt1: 矩形的一个顶点。
pt2: 矩形对角线上的另一个顶点
color: 线条颜色 (RGB) 或亮度（灰度图像）(grayscale image）。
thickness: 组成矩形的线条的粗细程度。取负值时（如 CV_FILLED）函数绘制填充了色彩的矩形。
line_type: 线条的类型。见cvLine的描述
shift: 坐标点的小数点位数。

函数 cvRectangle 通过对角线上的两个顶点绘制矩形。

Circle

绘制圆形。

void cvCircle( CvArr* img, CvPoint center, int radius, CvScalar color,
               int thickness=1, int line_type=8, int shift=0 );

img: 图像。
center: 圆心坐标。
radius: 圆形的半径。
color: 线条的颜色。
thickness: 如果是正数，表示组成圆的线条的粗细程度。否则，表示圆是否被填充。
line_type: 线条的类型。见 cvLine 的描述
shift: 圆心坐标点和半径值的小数点位数。

函数cvCircle绘制或填充一个给定圆心和半径的圆。圆被感兴趣矩形所裁剪。若指定圆的颜色，可以使用宏 CV_RGB ( r, g, b )。

Ellipse

绘制椭圆圆弧和椭圆扇形。

void cvEllipse( CvArr* img, CvPoint center, CvSize axes, double angle,
                double start_angle, double end_angle, CvScalar color,
                int thickness=1, int line_type=8, int shift=0 );

img: 图像。
center: 椭圆圆心坐标。
axes: 轴的长度。
angle: 偏转的角度。
start_angle: 圆弧起始角的角度。.
end_angle: 圆弧终结角的角度。
color: 线条的颜色。
thickness: 线条的粗细程度。
line_type: 线条的类型,见CVLINE的描述。
shift: 圆心坐标点和数轴的精度。

函数cvEllipse用来绘制或者填充一个简单的椭圆弧或椭圆扇形。圆弧被ROI矩形所忽略。反走样弧线和粗弧线使用线性分段近似值。所有的角都是以角度的形式给定的。下面的图片将解释这些参数的含义。
Parameters of Elliptic Arc

Image:ellipse.png

EllipseBox

使用一种简单的方式来绘制椭圆圆弧和椭圆扇形。

void cvEllipseBox( CvArr* img, CvBox2D box, CvScalar color,
                   int thickness=1, int line_type=8, int shift=0 );

img: 图像。
box: 绘制椭圆圆弧所需要的外界矩形.
thickness: 分界线线条的粗细程度。
line_type: 分界线线条的类型,见CVLINE的描述。
shift: 椭圆框顶点坐标的精度。

The function cvEllipseBox draws a simple or thick ellipse outline, or fills an ellipse. The functions provides a convenient way to draw an ellipse approximating some shape; that is what cvCamShift and cvFitEllipse do. The ellipse drawn is clipped by ROI rectangle. A piecewise-linear approximation is used for antialiased arcs and thick arcs. 该函数提供一个很方便的方式绘制一个椭圆来逼近某一个形状。这也是CamShift和FitEllipse的功能。ROI区域会影响椭圆的绘制。反走样弧线和粗弧线使用线性分段近似来实现。

FillPoly

填充多边形内部

void cvFillPoly( CvArr* img, CvPoint** pts, int* npts, int contours,
                 CvScalar color, int line_type=8, int shift=0 );

img: 图像。
pts: 指向多边形的数组指针。
npts: 多边形的顶点个数的数组。
contours: 组成填充区域的线段的数量。
color: 多边形的颜色。
line_type: 组成多边形的线条的类型。
shift: 顶点坐标的小数点位数。

函数cvFillPoly用于一个单独被多边形轮廓所限定的区域内进行填充。函数可以填充复杂的区域,例如，有漏洞的区域和有交叉点的区域等等。

FillConvexPoly

填充凸多边形

void cvFillConvexPoly( CvArr* img, CvPoint* pts, int npts,
                       CvScalar color, int line_type=8, int shift=0 );

img: 图像。
pts: 指向单个多边形的指针数组。
npts: 多边形的顶点个数。
color: 多边形的颜色。
line_type: 组成多边形的线条的类型。参见cvLine
shift: 顶点坐标的小数点位数。

函数cvFillConvexPoly填充凸多边形内部。这个函数比函数cvFillPoly 更快。它除了可以填充凸多边形区域还可以填充任何的单调多边形。例如：一个被水平线（扫描线）至多两次截断的多边形。

PolyLine

绘制简单线段或折线。

void cvPolyLine( CvArr* img, CvPoint** pts, int* npts, int contours, int is_closed,
                 CvScalar color, int thickness=1, int line_type=8, int shift=0 );

img: 图像。
pts: 折线的顶点指针数组。
npts: 折线的定点个数数组。也可以认为是pts指针数组的大小
contours: 折线的线段数量。
is_closed: 指出多边形是否封闭。如果封闭，函数将起始点和结束点连线。
color: 折线的颜色。
thickness: 线条的粗细程度。
line_type: 线段的类型。参见cvLine。
shift: 顶点的小数点位数。

函数cvPolyLine 绘制一个简单直线或折线。

文本

InitFont

初始化字体结构体。

void cvInitFont( CvFont* font, int font_face, double hscale,
                 double vscale, double shear=0,
                 int thickness=1, int line_type=8 );

font

被初始化的字体结构体。

font_face

字体名称标识符。只是Hershey 字体集( http://sources.isc.org/utils/misc/hershey-font.txt )的一个子集得到支持。

CV_FONT_HERSHEY_SIMPLEX - 正常大小无衬线字体。

CV_FONT_HERSHEY_PLAIN - 小号无衬线字体。

CV_FONT_HERSHEY_DUPLEX - 正常大小无衬线字体。( 比CV_FONT_HERSHEY_SIMPLEX更复杂)

CV_FONT_HERSHEY_COMPLEX - 正常大小有衬线字体。

CV_FONT_HERSHEY_TRIPLEX - 正常大小有衬线字体 ( 比CV_FONT_HERSHEY_COMPLEX更复杂)

CV_FONT_HERSHEY_COMPLEX_SMALL - CV_FONT_HERSHEY_COMPLEX 的小译本。

CV_FONT_HERSHEY_SCRIPT_SIMPLEX - 手写风格字体。

CV_FONT_HERSHEY_SCRIPT_COMPLEX - 比CV_FONT_HERSHEY_SCRIPT_SIMPLEX更复杂。

这个参数能够由一个值和可选择的CV_FONT_ITALIC字体标记合成，就是斜体字。

hscale

字体宽度。如果等于1.0f，字符的宽度是最初的字体宽度。如果等于0.5f，字符的宽度是最初的字体宽度的一半。

vscale

字体高度。如果等于1.0f，字符的高度是最初的字体高度。如果等于0.5f，字符的高度是最初的字体高度的一半。

shear

字体的斜度。当值为0时，字符不倾斜；当值为1.0f时，字体倾斜≈45度，等等。厚度让字母着重显示。函数cvLine用于绘制字母。

thickness

字体笔划的粗细程度。

line_type

字体笔划的类型，参见cvLine。

函数cvInitFont初始化字体结构体，字体结构体可以被传递到文字显示函数中。

PutText

在图像中显示文本字符串。

void cvPutText( CvArr* img, const char* text, CvPoint org, const CvFont* font, CvScalar color );

img: 输入图像。
text: 要显示的字符串。
org: 第一个字符左下角的坐标。
font: 字体结构体。
color: 文本的字体颜色。

函数cvPutText将具有指定字体的和指定颜色的文本加载到图像中。加载到图像中的文本被感兴趣的矩形框(ROI rectangle)剪切。不属于指定字体库的字符用矩形字符替代显示。

GetTextSize

获得字符串的宽度和高度。

void cvGetTextSize( const char* text_string, const CvFont* font, CvSize* text_size, int* baseline );

font: 字体结构体
text_string: 输入字符串。
text_size: 合成字符串的字符的大小。文本的高度不包括基线以下的部分。
baseline: 相对于文字最底部点的基线的Y坐标。

函数cvGetTextSize是用于在指定字体时计算字符串的绑定区域(binding rectangle)。

点集和轮廓

DrawContours

在图像中绘制外部和内部的轮廓。

void cvDrawContours( CvArr *img, CvSeq* contour,
                     CvScalar external_color, CvScalar hole_color,
                     int max_level, int thickness=1,
                     int line_type=8, CvPoint offset=cvPoint(0,0) );

img: 用以绘制轮廓的图像。和其他绘图函数一样，边界图像被感兴趣区域（ROI）所剪切。
contour: 指针指向第一个轮廓。
external_color: 外层轮廓的颜色。
hole_color: 内层轮廓的颜色。
max_level

绘制轮廓的最大等级。如果等级为0，绘制单独的轮廓。如果为1，绘制轮廓及在其后的相同的级别下轮廓。如果值为2，所有的轮廓。如果等级为2，绘制所有同级轮廓及所有低一级轮廓，诸此种种。如果值为负数，函数不绘制同级轮廓，但会升序绘制直到级别为abs(max_level)-1的子轮廓。

thickness: 绘制轮廓时所使用的线条的粗细度。如果值为负(e.g. =CV_FILLED),绘制内层轮廓。
line_type: 线条的类型。参考cvLine.
offset: 按照给出的偏移量移动每一个轮廓点坐标.当轮廓是从某些感兴趣区域(ROI)中提取的然后需要在运算中考虑ROI偏移量时，将会用到这个参数。

当thickness>=0,函数cvDrawContours在图像中绘制轮廓,或者当thickness<0时，填充轮廓所限制的区域。

#include "cv.h"
#include "highgui.h"
int main( int argc, char** argv )
{
    IplImage* src;
    // 第一条命令行参数确定了图像的文件名。
    if( argc == 2 && (src=cvLoadImage(argv[1], 0))!= 0)
    {
        IplImage* dst = cvCreateImage( cvGetSize(src), 8, 3 );
        CvMemStorage* storage = cvCreateMemStorage(0);
        CvSeq* contour = 0;
        cvThreshold( src, src, 1, 255, CV_THRESH_BINARY );
        cvNamedWindow( "Source", 1 );
        cvShowImage( "Source", src );
        cvFindContours( src, storage, &contour, sizeof(CvContour), CV_RETR_CCOMP, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE );
        cvZero( dst );
        for( ; contour != 0; contour = contour->h_next )
        {
            CvScalar color = CV_RGB( rand()&255, rand()&255, rand()&255 );
            /* 用1替代 CV_FILLED  所指示的轮廓外形 */
            cvDrawContours( dst, contour, color, color, -1, CV_FILLED, 8 );
        }
        cvNamedWindow( "Components", 1 );
        cvShowImage( "Components", dst );
        cvWaitKey(0);
    }
}

在样本中用1替代 CV_FILLED 以指示的得到外形。
（注意：在cvFindContours中参数为CV_CHAIN_CODE时，cvDrawContours用CV_FILLED时不会画出任何图形）

InitLineIterator

初始化直线迭代器

int cvInitLineIterator( const CvArr* image, CvPoint pt1, CvPoint pt2,
                        CvLineIterator* line_iterator, int connectivity=8,
                        int left_to_right=0 );

img: 用以获取直线的图像。
pt1: 线段的第一个端点。
pt2: 线段的第二个端点。
line_iterator: 指向直线迭代状态结构体的指针。
connectivity: 直线的邻接方式，4邻接或者8邻接。
left_to_right: 标志值，指出扫描直线是从pt1和pt2外面最左边的点扫描到最右边的点(left_to_right≠0)，还是按照指定的顺序，从pt1到pt2(left_to_right=0)。

函数cvInitLineIterator初始化直线迭代器并返回两个端点间点的数目。两个端点都必须在图像内部。在迭代器初始化以后，所有的在连接两个终点的栅栏线上的点，可以通过访问CV_NEXT_LINE_POINT点的方式获得。在线上的这些点使用4-邻接或者8-邻接的Bresenham算法计算得到。
例：使用直线迭代来计算沿着彩色线上的点的像素值。

CvScalar sum_line_pixels( IplImage* image, CvPoint pt1, CvPoint pt2 )
    {
        CvLineIterator iterator;
        int blue_sum = 0, green_sum = 0, red_sum = 0;
        int count = cvInitLineIterator( image, pt1, pt2, &iterator, 8, 0 );
        for( int i = 0; i < count; i++ ){ blue_sum += iterator.ptr[0]; green_sum += iterator.ptr[1]; red_sum += iterator.ptr[2]; CV_NEXT_LINE_POINT(iterator); /* print the pixel coordinates: demonstrates how to calculate the coordinates */ { int offset, x, y; /* assume that ROI is not set, otherwise need to take it into account. */ offset = iterator.ptr - (uchar*)(image->imageData);
            y = offset/image->widthStep;
            x = (offset - y*image->widthStep)/(3*sizeof(uchar) /* size of pixel */);
            printf("(%d,%d)n", x, y );
            }
        }
        return cvScalar( blue_sum, green_sum, red_sum );
    }

ClipLine

剪切图像矩形区域内部的直线。

int cvClipLine( CvSize img_size, CvPoint* pt1, CvPoint* pt2 );

img_size: 图像的大小。
pt1: 线段的第一个端点，会被函数修改。
pt2: 线段的第二个端点，会被函数修改。

函数cvClipLine计算线段完全在图像中的一部分。如果线段完全在图像中，返回0，否则返回1。

Ellipse2Poly

用折线逼近椭圆弧

int cvEllipse2Poly( CvPoint center, CvSize axes,
                    int angle, int arc_start,
                    int arc_end, CvPoint* pts, int delta );

center: 弧线的中心。
axes: 弧线的Half-sizes。参见下图。
angle: 椭圆的旋转角度(Rotation angle),参见下图。
start_angle: 椭圆的Starting angle，参见下图。
end_angle: 椭圆的Ending angle，参见下图。
pts: 坐标点矩阵数组，由本函数填充。
delta: 与下一条折线定点的夹角，近似精度。故，得到的点数最大为ceil((end_angle - start_angle)/delta) + 1。

函数cvEllipse2Poly计算给定的椭圆弧的逼近折线的顶点，被cvEllipse使用。

Image:ellipse.png

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