直方图与匹配 - 直方图的计算与显示(cvCalcHist)

第七章 - 直方图与匹配 - 直方图的计算与显示(cvCalcHist)

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分析图像、物体和视频信息过程,我们常把看到的物体用直方图(histogram)表示,直方图可以用来描述各种不同的事情,如物体的色彩分布、物体边缘梯度模板,以及表示目标位置的概率分布。直方图广泛应用在计算机视觉应用中,简单说,直方图就是对数据进行统计,将统计值组织到一系列事先定义好的bin中,bin中的数值是从数据中计算出的统计量,这些数据可以是诸如梯度、方向、色彩或任何其他特征。直方图获得的是数据分布的统计图。

直方图有待深入理解!!

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cvCvtPixToPlane

 
  openCV里面的一个函数
 
  可以看作cvSplit是他的宏:
 
  #define cvCvtPixToPlane cvSplit
 
  void cvSplit( const CvArr* src, CvArr* dst0, CvArr* dst1,CvArr* dst2, CvArr* dst3 );
 
  作用是:分割多通道数组成几个单通道数组或者从数组中提取一个通道
 
  一般用法是cvCvtPixToPlane(IplImage * src,IplImage * dst1,IplImage *dst2,IplImage * dst3,IplImage *dst4)
 
  第一个参数是源图像,后面是分离出来每个通道的目标图像,如果原图像是3通道的,可以把最后一个参数设置为空。例如cvCvtPixToPlane(IplImage * src,IplImage * dst1,IplImage *dst2,IplImage * dst3,NULL),NULL也可以写为0.
 
CreateHist
CreateHist
创建直方图 

CvHistogram* cvCreateHist( int dims, int* sizes, int type,
float** ranges=NULL, int uniform=1 );
dims 
直方图维数的数目 
sizes 
直方图维数尺寸的数组 
type 
直方图的表示格式: CV_HIST_ARRAY 意味着直方图数据表示为多维密集数组 CvMatND; CV_HIST_TREE 意味着直方图数据表示为多维稀疏数组 CvSparseMat.
ranges 
图中方块范围的数组. 它的内容取决于参数 uniform 的值。这个范围的用处是确定何时计算直方图或决定反向映射(backprojected ),每个方块对应于输入图像的哪个/哪组值。
uniform 
归一化标识。 如果不为0,则ranges[i](0<=i<cDims,译者注:cDims为直方图的维数,对于灰度图为1,彩色图为3)是包含两个元素的范围数组,包括直方图第i维的上界和下界。在第i维上的整个区域 [lower,upper]被分割成 dims[i] 个相等的块(译者注:dims[i]表示直方图第i维的块数),这些块用来确定输入象素的第 i 个值(译者注:对于彩色图像,i确定R, G,或者B)的对应的块;如果为0,则ranges[i]是包含dims[i]+1个元素的范围数组,包括lower0, upper0, lower1, upper1 == lower2, ..., upperdims[i]-1, 其中lowerj 和upperj分别是直方图第i维上第 j 个方块的上下界(针对输入象素的第 i 个值)。任何情况下,输入值如果超出了一个直方块所指定的范围外,都不会被 cvCalcHist 计数,而且会被函数 cvCalcBackProject 置零。
函数 cvCreateHist 创建一个指定尺寸的直方图,并且返回创建的直方图的指针。 如果数组的 ranges 是 0, 则直方块的范围必须由函数 cvSetHistBinRanges 稍后指定。虽然 cvCalcHist 和 cvCalcBackProject 可以处理 8-比特图像而无需设置任何直方块的范围,但它们都被假设等分 0..255 之间的空间。 

GetMinMaxHistValue
GetMinMaxHistValue
发现最大和最小直方块 

void cvGetMinMaxHistValue( const CvHistogram* hist,
float* min_value, float* max_value,
int* min_idx=NULL, int* max_idx=NULL );
hist 
直方图 
min_value 
直方图最小值的指针 
max_value 
直方图最大值的指针 
min_idx 
数组中最小坐标的指针 
max_idx 
数组中最大坐标的指针 
函数 cvGetMinMaxHistValue 发现最大和最小直方块以及它们的位置。任何输出变量都是可选的。在具有同样值几个极值中,返回具有最小下标索引(以字母排列顺序定)的那一个。 

QueryHistValue_1D
QueryHistValue_1D
查询直方块的值 

#define cvQueryHistValue_1D( hist, idx0 ) \
cvGetReal1D( (hist)->bins, (idx0) )
#define cvQueryHistValue_2D( hist, idx0, idx1 ) \
cvGetReal2D( (hist)->bins, (idx0), (idx1) )
#define cvQueryHistValue_3D( hist, idx0, idx1, idx2 ) \
cvGetReal3D( (hist)->bins, (idx0), (idx1), (idx2) )
#define cvQueryHistValue_nD( hist, idx ) \
cvGetRealND( (hist)->bins, (idx) )
hist 
直方图 
idx0, idx1, idx2, idx3 
直方块的下标索引 
idx 
下标数组 
宏 cvQueryHistValue_*D 返回 1D, 2D, 3D 或 N-D 直方图的指定直方块的值。对稀疏直方图,如果方块在直方图中不存在,函数返回 0, 而且不创建新的直方块。 
 
CalcHist
CalcHist
计算图像image(s) 的直方图 


void cvCalcHist( IplImage** image, CvHistogram* hist,
                 int accumulate=0, const CvArr* mask=NULL );
image 
输入图像s (虽然也可以使用 CvMat** ). 
hist 
直方图指针 
accumulate 
累计标识。如果设置,则直方图在开始时不被清零。这个特征保证可以为多个图像计算一个单独的直方图,或者在线更新直方图。 
mask 
操作 mask, 确定输入图像的哪个象素被计数 
函数 cvCalcHist 计算单通道或多通道图像的直方图。 用来增加直方块的数组元素可从相应输入图像的同样位置提取。

Rectangle
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。 
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/*code*/
  1. #include <highgui.h>  
  2. #include <cv.h>  
  3.   
  4. int main( int argc, char** argv )  
  5. {  
  6.     IplImage* src;  
  7.   
  8.     if( argc == 2 && ( src = cvLoadImage( argv[1], 1 ) ) != 0 )  
  9.     {  
  10.         IplImage* hsv = cvCreateImage( cvGetSize( src ), 8, 3 );  
  11.         cvCvtColor( src, hsv, CV_BGR2HSV );  //色彩空间的转换  
  12.   
  13.         //计算直方图,并将其分解为单通道  
  14.         IplImage* h_plane = cvCreateImage( cvGetSize( src ), 8, 1 );  
  15.         IplImage* s_plane = cvCreateImage( cvGetSize( src ), 8, 1 );  
  16.         IplImage* v_plane = cvCreateImage( cvGetSize( src ), 8, 1 );  
  17.         IplImage* planes[] = { h_plane, s_plane };  
  18.         cvCvtPixToPlane( hsv, h_plane, s_plane, v_plane, 0 );  //分割多通道数组成几个单通道数组或者从数组中提取一个通道,可以看作cvSplit是他的宏  
  19.   
  20.         //构建直方图,并计算直方图  
  21.         int h_bins = 30, s_bins = 20;  
  22.         CvHistogram* hist;    
  23.         {  //单独的模块  
  24.             int hist_size[] = { h_bins, s_bins }; //直方图矩阵大小  
  25.             float h_ranges[] = { 0, 180 };  
  26.             float s_ranges[] = { 0, 255 };  
  27.             float* ranges[] = { h_ranges, s_ranges };//二维数组  
  28.             hist = cvCreateHist( 2, hist_size, CV_HIST_ARRAY, ranges, 1 ); //创建直方图,参数是维度,矩阵大小,直方图的表示格式(CV_HIST_ARRAY 意味着直方图数据表示为多维密集数组 ),图中方块范围的数组  
  29.         };  
  30.         cvCalcHist( planes, hist, 0, 0 );  //计算图像image(s) 的直方图,planes是IplImage**类型  
  31.           
  32.         //创建图像来显示直方图  
  33.         int scale = 10;  
  34.         IplImage* hist_img = cvCreateImage( cvSize( h_bins * scale, s_bins * scale ), 8, 3 );  
  35.         cvZero( hist_img );  
  36.   
  37.         //填充  
  38.         float max_value = 0;  
  39.         cvGetMinMaxHistValue( hist, 0, &max_value, 0 );  //找到最大和最小直方块  
  40.   
  41.         forint h = 0; h < h_bins; h++ )  //遍历矩阵  
  42.         {  
  43.             forint s = 0; s < s_bins; s++ )  
  44.             {  
  45.                 float bin_val = cvQueryHistValue_2D( hist, h, s );  //查询二维直方块的值  
  46.                 int intensity = cvRound( bin_val * 255 );  //将输入浮点数转换为整数  
  47.                 cvRectangle( hist_img,   
  48.                     cvPoint( h * scale, s * scale ),  
  49.                     cvPoint( ( ( h+1 ) * scale - 1 ), ( ( s+1 ) * scale -  1 ) ),  
  50.                     CV_RGB( intensity, intensity, intensity ),  
  51.                     CV_FILLED  
  52.                     );  //绘制矩形,确定矩形对角线的两个点  
  53.             }  
  54.         }  
  55.         cvNamedWindow( "source", 1 );  
  56.         cvShowImage( "source", src );  
  57.         cvNamedWindow( "H-S Histogram", 1 );  
  58.         cvShowImage( "H-S Histogram", hist_img );  
  59.         cvWaitKey(0);  
  60.     }  
  61.   
  62.     return 0;  
  63. }  
----------------------------------------------------------------------------------------------
/*result*/
source image
histogram image

posted on 2012-02-10 10:48  伪君  阅读(2631)  评论(0编辑  收藏  举报

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