Multimedia Programming 02: Play with Images

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1 Multimedia Programming 02: Play with Images
Departments of Digital Contents Sang Il Park

2 Outline OpenCV How to start Your first OpenCV code: HelloCV
Basic Functions Image and Pixel Draw Lines or whatever you want Conclusion

3 What is OpenCV? OpenCV 의미: Open Source Computer Vision Library
500여개 이상의 함수와 알고리즘들: Computer vision Image processing (영상처리) 이외 일반적인 목적의 함수들 효율적이며 가볍다 (C/C++) Absolutely free!

4 Who did make this? 1999년부터 Intel 사가 개발
Available on Windows, Linux and MacOSX. 많은 회사들과 리서치 센터 등에서 폭넓게 사용 중 Home page:

5 OpenCV 주된 활용 분야 Computer Human Interaction (HCI) Object Identification
Segmentation and Recognition Face Recognition Gesture Recognition Motion Tracking Motion Understanding And so on.

6 프로그램 받는 곳 http://sourceforge.net/projects/opencvlibrary

7 OpenCV structure CV Image processing and vision algorithms HighGUI
GUI, Image and Video I/O CXCORE basic structures and algoritms, XML support, drawing functions We will mostly focus on these two in this class

8 HelloCV: Your First OpenCV Code
Loading an image and showing it

9 프로젝트 시작하기 Visual Studio 6.0 또는 Visual Studio .Net 시작
Make a new project Win32 Console Application Program Compile and run it! (Ctrl + F5)

10 OpenCV 초기 세팅 필요한 디렉토리 세팅 필요한 라이브러리 파일들 세팅: Includes: Libraries:
"C:\Program Files\OpenCV\cv\include" "C:\Program Files\OpenCV\cxcore\include" "C:\Program Files\OpenCV\otherlibs\highgui“ Libraries: "C:\Program Files\OpenCV\lib“ 필요한 라이브러리 파일들 세팅: cv.lib cxcore.lib highgui.lib

11 1. 디렉토리 세팅 추가 파일 디렉토리 넣는 법 (toolsoptions):
"C:\Program Files\OpenCV\cv\include" "C:\Program Files\OpenCV\cxcore\include" "C:\Program Files\OpenCV\otherlibs\highgui“

12 1. 디렉토리 세팅 라이브러리 디렉토리 세팅: (toolsoptions)
"C:\Program Files\OpenCV\lib“

13 2. 라이브러리 파일들 세팅 필요한 라이브러리 파일들: cv.lib cxcore.lib highgui.lib

14 준비 끝! 프로그램 소스 코드 앞에 다음을 추가하면 OpenCV를 사용할 준비가 끝난다.
#include <cv.h> #include <cxcore.h> #include <highgui.h>

15 HelloCV hellocv.cpp Type this: #include "stdafx.h" #include <cv.h> #include <cxcore.h> #include <highgui.h> int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { IplImage * img; img = cvLoadImage("d:\\test.jpg"); cvNamedWindow("HelloCV"); cvShowImage("HelloCV", img); cvWaitKey(); cvDestroyWindow("HelloCV"); cvReleaseImage(&img); return 0; }

16 Error 가 발생한다면? dll 파일을 복사하여 넣자 from: C:\Program Files\OpenCV\bin
To: 현재 프로젝트 내의 debug folder

17 HelloCV

18 HelloCV IplImage cvLoadImage cvReleaseImage cvNamedWindow cvShowImage
hellocv.cpp #include "stdafx.h" #include <cv.h> #include <cxcore.h> #include <highgui.h> int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { IplImage * img; img = cvLoadImage("d:\\test.jpg"); cvNamedWindow("HelloCV"); cvShowImage("HelloCV", img); cvWaitKey(); cvDestroyWindow("HelloCV"); cvReleaseImage(&img); return 0; } IplImage cvLoadImage cvReleaseImage cvNamedWindow cvShowImage cvDestroyWindow cvWaitKey

19 OpenCV에서의 이미지란? IplImage 구조체 Image의 포멧 (크기, 칼라/흑백 등등)
실제 이미지 정보 (각 점의 색)

20 구조체 (structure) ? 하나의 물건(객체)가 여러 요소로 구성되어 있을때 효율적으로 표현하기 Example)
학생: 이름, 학번, 주소, 전화번호,… 성적: 국어점수, 수학점수, 영어점수, 총점, 평균 구조체: 관련된 정보를 그룹화하여 표현

21 구조체 (structure) 구조체: 관련된 정보를 그룹화하여 표현 구조체 이름 학생 이름 학번 주소 전화번호 멤버 변수

22 구조체의 정의 Example) struct student { char name[30]; int number;
float grade; };

23 멤버로의 접근 구조체변수이름.맴버변수이름 struct score { int korean; int math; };
score a; a.korean = 30; a.math = 80;

24 Image structure (이미지 구조체)
IplImage (Image Processing Library) typedef struct _IplImage { int nSize; /* size of iplImage struct */ int ID; /* image header version */ int nChannels; int alphaChannel; int depth; /* pixel depth in bits */ char colorModel[4]; char channelSeq[4]; int dataOrder; int origin; int align; /* 4- or 8-byte align */ int width; int height; struct _IplROI *roi; /* pointer to ROI if any */ struct _IplImage *maskROI; /*pointer to mask ROI if any */ void *imageId; /* use of the application */ struct _IplTileInfo *tileInfo; /* contains information on tiling*/ int imageSize; /* useful size in bytes */ char *imageData; /* pointer to aligned image */ int widthStep; /* size of aligned line in bytes */ int BorderMode[4]; /* the top, bottom, left, and right border mode */ int BorderConst[4]; /* constants for the top, bottom,left, and right border */ char *imageDataOrigin; /* ptr to full, nonaligned image */ } IplImage;

25 Image I/O (이미지 입출력) IplImage* cvLoadImage(image_path, colorness_flag);
파일로 부터 이미지를 읽는다. 성공할 경우 메모리가 생성되고 IplImage pointer를 반환 실패할 경우 NULL 값을 리턴 읽으면서 이미지의 포멧을 설정할 수 있다. #define CV_LOAD_IMAGE_COLOR 1 #define CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE 0 #define CV_LOAD_IMAGE_UNCHANGED -1  DEFAULT cvSaveImage(image_path, image); 이미지를 파일로 저장한다. 형식은 확장자로 부터 결정 cvReleaseImage(image_path, image); 이미지를 저장하고 있던 메모리를 해제한다. BMP, JPEG, PNG, TIFF, PPM/PGM 포멧등이 지원됨

26 Image I/O (이미지 입출력) 이미지의 포멧을 바꾸어 저장하기 예:
IplImage* img = cvLoadImage(“picture.jpg”); if( img ) cvSaveImage( “picture.bmp”, img );

27 Windows cvNamedWindow(window_name);
윈도우를 생성한다. 윈도우는 이름을 부여할 수 있고, 각 이름을 기준으로 구분한다. cvNamedWindow(“ViewA”); cvMoveWindow(“ViewA”,300,100); cvDestroyWindow(“ViewA”); … cvShowImage(window_name, IplImage *); 주어진 이름에 해당하는 윈도우에 이미지를 보여준다. 한 이미지만을 보여 줄 수 있으며, 부분 적인 출력은 하지 못한다. cvDestroyWindow(window_name); 주어진 이름에 해당하는 윈도우를 없앤다.

28 User Input int cvWaitKey( int delay=0 ) 사용자가 키를 누르기를 정해진 대기시간 만큼 기다린다. 대기시간이 초과되면 다음 명령을 수행한다. 대기시간으로 0을 설정하면 영원히 기다린다. 시간의 값은 millisecond  대기시간을 이용하면 애니메이션을 만들 수 있다. 활용예) 두 개 이상의 그림을 교대로 보여줌

29 What else HighGUI can do?
“Smart” windows Image I/O, rendering Processing keyboard and other events, timeouts Trackbars Mouse callbacks Video I/O

30 Image and Pixel

31 픽셀(Pixel: Picture Element)
이미지:픽셀의 집합 비트맵(Bitmap)

32 픽셀 픽셀의 색: 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 컬러의 수  픽셀 당 비트 수(밝기 레벨)

33 Pixel의 값 = (위치, 색) x y 위치 : 각 픽셀의 2D 좌표 (Image Coordinate System)
색 : CvScalar (색을 저장하는 구조체) x y (0,0) (8,2)

34 색을 저장하는 변수: CvScalar 4 개 이하의 숫자를 저장할 수 있도록 만든 구조체
0번은 blue, 1번은 green, 2번은 red 값을 저장 Example) CvScalar s; s.val[0] = 200; (Blue) s.val[1] = 11; (Green) s.val[2] = 123; (Red) struct CvScalar { double val[4]; };

35 이미지에서 Pixel값으로의 접근 CvScalar cvGet2D (IplImage*, y, x) (x,y)에서의 칼라 값 얻기. Example) CvScalar s; s = cvGet2D(img, 30, 40); void cvSet2D (IplImage*, y, x, CvScalar) (x,y)에서의 칼라 값 변경 Example) CvScalar s = cvScalar(100,0,0); cvSet2D(img, 30, 40, s); 또는 cvSet2D(img, 30, 40, cvScalar(100,0,0));

36 빈 이미지 생성하기 IplImage* cvCreateImage( CvSize size, int depth, int channels ); 만들 빈 이미지의 크기, 허용 색상수를 설정하여 생성 컬러수: color depth: IPL_DEPTH_8U (각 채널당 8bit) channels: 1,2,3,4 (1=grey, 3=color) Example) IplImage * img; img = cvCreateImage(cvSize(200,100), IPL_DEPTH_8U,3); cvSet(image, CvScalar) 이미지를 주어진 색으로 가득 칠한다 Example) cvSet(img, CV_RGB(255,255,255));

37 So far what you’ve learned:
IplImage cvLoadImage (file_name) cvCreateImage (size, depth, channels) cvSaveImage (file_name, image) cvReleaseImage (image) cvNamedWindow (window_name) cvShowImage (window_name, image) cvDestroyWindow (window_name) cvWaitKey (delay) cvGet2D (image, y, x) cvSet2D (image, y, x, cvScalar)

38 Put everything together!
HelloCV2.cpp int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { IplImage * img; img = cvLoadImage("d:\\test.jpg"); cvNamedWindow("HelloCV"); cvShowImage("HelloCV", img); cvWaitKey(); int x,y; for(x=0; x<100; x++) for(y=0; y<100; y++) CvScalar s = cvGet2D(img, y,x); s.val[0] +=50; s.val[1] +=50; s.val[2] +=50; cvSet2D(img,y,x,s); } cvDestroyWindow("HelloCV"); cvReleaseImage(&img); return 0;

39 A Simple Function: Line Drawing
Horizontal line drawing: void DrawHLine (IplImage * img, int y, int st, int ed, CvScalar color) image

40 Do more! Design a function that draws a rectangle
(x,y) w Design a function that draws a rectangle void DrawRectangle (IplImage * img, int x, int y, int w, int h, CvScalar color) Don’t forget to make sure a pixel is inside the image 0 <= max_x <= img->width 0 <= max_y <= img->height If done, try to draw 50 random boxes with random colors! h

41 For those who want more OpenCV Wiki-pages: For HighGUI: For cxcore: Supplied documentation: OpenCV/docs/index.htm, faq.htm A Korean Community: