【香橙派AIPro+opencv】基础数据结构、颜色转换函数和颜色空间

文章目录

前言
基础数据结构
- Point
- Scalar
- Size
- Rect
- 常用函数
颜色空间转换函数cvtColor
常见的颜色空间
总结

前言

在计算机视觉和图像处理中，理解基础数据结构、颜色转换函数和颜色空间的概念是至关重要的。这些元素是我们处理和理解图像数据的基础。香橙派AIPro，作为一款强大的开发板，配合OpenCV库，可以有效地进行图像处理和计算机视觉任务1。

在本文中，我们将重点介绍OpenCV在香橙派AIPro上的应用，特别是它的基础数据结构、颜色转换函数以及颜色空间。我们将探讨这些概念的重要性，以及如何在香橙派AIPro上使用OpenCV进行有效的图像处理。

基础数据结构

Point

Point类在OpenCV中用于表示二维坐标系下的点，即由其图像坐标x和y指定的2D点。例如，你可以这样创建一个Point对象：Point point(10, 8);。此外，Point类还支持一些基本的算术运算，如加法、减法和标量乘法。

Scalar

Scalar类在OpenCV中主要用于表示颜色或灰度值。它可以包含1到4个元素，分别对应于灰度值、蓝色通道、绿色通道和红色通道的数值。例如，你可以这样创建一个表示RGB颜色的Scalar对象：Scalar s(0, 255, 0);，这将表示绿色。

Size

Size类在OpenCV中用于表示图像或矩形的尺寸，包括宽度和高度。例如，你可以这样创建一个Size对象：Size s(640, 480);。此外，Size类还提供了一些有用的成员函数，如area()用于返回尺寸的面积。

Rect

Rect类在OpenCV中用于表示二维矩形，由左上角的坐标（x，y）以及矩形的宽度和高度定义。例如，你可以这样创建一个Rect对象：Rect r(100, 50, 50, 100);。此外，Rect类还提供了一些有用的成员函数，如area()用于返回矩形的面积，size()返回矩形的尺寸，tl()返回左上角点坐标，br()返回右下角点坐标。

常用函数

好的，以下是OpenCV中Point、Scalar、Size、Rect这些类的一些函数的介绍：

Point
- Point pt; pt.x = 10; pt.y = 5;：创建一个点，设置其x和y坐标。
- Point pt = Point(10, 5);：创建一个点并初始化其x和y坐标。
Scalar
- Scalar(a, b, c)：创建一个Scalar对象，用于表示BGR颜色，其中a表示蓝色，b表示绿色，c表示红色。
- Scalar::all(0)：创建一个所有通道值都为0的Scalar对象。
Size
- Size size1(640, 480);：创建一个Size对象，设置其宽度和高度。
- Size::width和Size::height：获取Size对象的宽度和高度。
- Size::area()：返回Size对象的面积（宽度*高度）。
Rect
- Rect rect(x, y, width, height);：创建一个矩形，设置其左上角坐标（x，y）和宽度和高度。
- Rect::x、Rect::y、Rect::width、Rect::height：获取矩形的左上角坐标和宽度和高度。
- Rect::tl()：返回矩形的左上角坐标。
- Rect::br()：返回矩形的右下角坐标。
- Rect::area()：返回矩形的面积（宽度*高度）。
- Rect::contains(Point pt)：检查矩形是否包含给定的点。

颜色空间转换函数cvtColor

cvtColor是OpenCV中的一个函数，用于在不同的颜色空间之间转换图像¹²。以下是该函数的详细介绍：

函数原型¹：

void cvtColor(InputArray src, OutputArray dst, int code, int dstCn = 0);

参数说明：

src：输入图像，可以是8位无符号整型，16位无符号整型，或者单精度浮点数。
dst：输出图像，大小、深度和原图像一致。
code：颜色空间转换码，来自ColorConversionCodes。
dstCn：目标图像的通道数；如果参数是0，通道数自动由src和code决定。

函数作用：
cvtColor函数用于将输入图像从一种颜色空间转换为另一种颜色空间。在转换RGB颜色空间的情况下，通道的顺序应该被明确指定（RGB或BGR）。注意在OpenCV中默认的颜色格式经常被指定为RGB，但实际上是BGR（字节顺序颠倒）。

颜色空间转换码：

转换码	作用
`COLOR_BGR2BGRA`	增加alpha通道到RGB或BGR图像
`COLOR_BGR2GRAY`	在RGB/BGR和grayscale之间转换
`COLOR_BGR2XYZ`	从RGB/BGR到CIE XYZ
`COLOR_BGR2YCrCb`	从RGB/BGR 到luma-chroma (aka YCC)
`COLOR_BGR2HSV`	从RGB/BGR到HSV (hue saturation value)
`COLOR_BGR2Lab`	转换RGB/BGR到CIE Lab
`COLOR_BGR2Luv`	转换RGB/BGR到CIE Luv
`COLOR_BGR2HLS`	转换RGB/BGR到HLS ( 色度亮度饱和度)
`COLOR_BGR2YUV`	RGB/BGR和YUV之间的转换

常见的颜色空间

RGB：RGB色彩空间是最常用的一种彩色信息表达方式，它使用红、绿、蓝三原色的亮度来定量表示颜色。这种模型也称为加色混色模型，是以RGB三色光互相叠加来实现混色的方法。
RGB555：RGB555是一种16位的颜色格式，其中红色、绿色和蓝色分别占用5位⁹。
RGB565：RGB565是一种16位的颜色格式，其中红色和蓝色各占5位，绿色占6位。
RGB24：RGB24是一种24位的RGB格式，各分量占用8位，取值范围为0-255。
RGB32：RGB32是一种32位的RGB格式，各分量占用8位，剩下的8位作Alpha通道或者不用。
CIE-RGB：CIE-RGB色彩空间是RGB色彩空间之一，它基于对人眼的一系列实验，以确定人类视觉中的颜色。眼睛对红色、绿色和蓝色的反应是分开的。
HSV：HSV色彩空间（色相，饱和度，明度）是一种将RGB色彩空间中的点表示在圆柱坐标系中的方法。这两种表示法试图做到比基于笛卡尔坐标系几何结构的RGB模型更加直观。
YUV：YUV是编译true-color颜色空间（color space）的种类，Y’UV, YUV, YCbCr ， YPbPr 等专有名词都可以称为YUV，彼此有重叠。 “Y”表示明亮度（Luminance或Luma），也就是灰阶值，“U”和“V”表示的则是色度（Chrominance或Chroma），作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。