Emgu学习之（三）——操作图像数据
内容
在这篇⽂章中将提到以下内容：
修改像素值
图像ROI
图像加法
图像减法
按位运算
图像混合
准备⼯作
创建⼯程：参考创建⼀个WinForm项⽬
Form1.cs引⽤命名空间：
1using Emgu.CV;
2using Emgu.CV.Structure;
3using Emgu.CV.CvEnum;
界⾯：在Form1中添加2⾏2列的TableLayout容器，然后添加四个Emgu.CV.UI.ImageBox控件（），添加后界⾯如下：
如果你⾃⼰在实验时⽆法得到图⽚显⽰的效果，那么可以试试修改ImageBox的SizeMode属性。
新建DataAccess类：
1using Emgu.CV;
2using Emgu.CV.Structure;
3using Emgu.CV.CvEnum;
4
5namespace AccessingImageData
6 {
7public class DataAccess
8 {
9 }
10 }
修改像素值
可以通过⾏、列索引直接操作像素值，操作⽅式如下：
_image[row, cols] = new Bgr(Color.Green);
在DataAccess类中添加ExchangePixelValue⽅法，这个⽅法将交换两个区域的像素值。
1 ///<summary>
2///交换图像中两个区域的像素值
3///</summary>
4///<param name="image"></param>
5public static void ExchangePixelValue(Image<Bgr, Byte> image)
6 {
7for(int i = 0; i < 100; i ++)
8for(int j = 0; j < 200; j ++)
9 {
10 Bgr tmp = image[i, j];
11 image[i, j] = image[i + 100, j + 200];
12 image[i + 100, j + 200] = tmp;
13 }
14 }
在Form1.cs中调⽤此⽅法的效果如下，⼩狗的脸去到了左上⾓，左上⾓的天空去到了⼩狗的脸位置。
图像ROI
ROI即为region of interest（感兴趣区域）。
“在很多情况下，使⽤它会提⾼计算机视觉代码的执⾏速度，这是因为它允许对图像的某⼀⼩部分进⾏操作，⽽不是对整个图像进⾏运算。在OpenCV中，普遍⽀持ROI，函数的
操作被限于感兴趣区域。”——《学习OpenCV（中⽂版）》。也就是如果你想只对图⽚的某个区域操作，你可以设置ROI后直接对图⽚进⾏操作，这时候被处理的部分只有ROI
区域。
OpenCV提供了cvSetImageROI()函数设置ROI区域，和cvResetImageROI()函数取消ROI，在Emgu中你可以在CvInvoke类中到这两个⽅法，同时你也可以设置Image
类的ROI属性来设置ROI，通过访问IsROISet来获取当前对象是否已经设置了ROI，如果要取消ROI，你需要把对象的ROI属性设置为Rectangle.Empty。Rectangle类来⾃于
System.Drawing，也就是在Emgu中ROI为Rectangle对象指定的矩形区域。
下⾯代码显⽰了设置、取消ROI操作，在DataAccess类中添加SetRoiRed⽅法：
1///<summary>
2///设置指定ROI区域为红⾊
3///</summary>
4///<param name="image"></param>
5///<param name="roi"></param>
6public static void SetRoiRed(Image<Bgr, Byte> image, Rectangle roi)
7 {
8 image.ROI = roi;
9 image.SetValue(new Bgr(Color.Red));
10//要记得取消ROI的设置，否则后续的操作都会在ROI中进⾏，包括显⽰图像
11 image.ROI = Rectangle.Empty;
12 }
在Form1中调⽤这个⽅法的运⾏效果为：
图像加法
使⽤Image.Add()⽅法，你可以让两个图像相加，或让当前图像加上⼀个⾊彩值。另外你也可以使⽤CvInvoke.Add()⽅法执⾏相同的操作，Image.Add()⽅法内部就是调⽤CvInvoke.Add()⽅法实现的。
Image.Add()有3个实现，每个实现的返回都是⼀个相同⾊彩空间、值类型的Image对象：
1 ///<summary>当前图⽚与另外⼀张图⽚相加，另外⼀张图⽚必须与当前图⽚是相同的类型和尺⼨（或相同ROI尺⼨）</summary>
2///<param name="img2">与当前图⽚相加的图⽚</param>
3///<returns>相加的结果</returns>
4public Image<TColor, TDepth> Add(Image<TColor, TDepth> img2)
1 ///<summary>当前图⽚与另外⼀张图⽚相加(ret(I)=src1(I)+src2(I) if mask(I)!=0)，另外⼀张图⽚必须与当前图⽚是相同的类型和尺⼨（或形同ROI尺⼨）</summary> 2///<param name="img2">另⼀张图⽚</param>
3///<param name="mask">掩膜图⽚</param>
4///<returns>使⽤掩膜图⽚相加的结果</returns>
5public Image<TColor, TDepth> Add(Image<TColor, TDepth> img2, Image<Gray, Byte> mask)
1///<summary>当前图⽚加上⼀个⾊彩值</summary>
2///<param name="val"> ⾊彩值</param>
3///<returns>相加的结果<paramref name="val"/> from the current image</returns>
4public Image<TColor, TDepth> Add(TColor val)
接下来我们演⽰如何使⽤这些⽅法：在DataAccess类中添加JustAdd和AddUsingMask⽅法，JustAdd⽅法只是简单的调⽤Add⽅法。
⽽AddUsingMask⽅法中，我们⾸先需要创建⼀张掩膜图⽚，掩膜图⽚左半边为⽩⾊（255），右半边为⿊⾊（0），在执⾏加操作时，
⽩⾊部分会执⾏加操作，⽽⿊⾊部分不执⾏任何操作，所以resImage的右半边是⿊⾊的，这时把原图的右半边拷贝到resImage的右半
边上，代码如下：
1///<summary>
2///两张图⽚相加
3///</summary>
4///<param name="image1">相加的源图⽚1</param>
5///<param name="image2">相加的源图⽚2</param>
6///<returns></returns>
7public static Image<Bgr, Byte> JustAdd(Image<Bgr, Byte> image1, Image<Bgr, Byte> image2)
8 {
9return image1.Add(image2);
10 }
11
12///<summary>
13///使⽤掩码图⽚进⾏相加操作
14///</summary>
15///<param name="image1"></param>
16///<param name="image2"></param>
17///<returns></returns>
18public static Image<Bgr, Byte> AddUsingMask(Image<Bgr, Byte> image1, Image<Bgr, Byte> image2)
19 {
20var rect = new Rectangle(new Point(0, 0), new Size(image1.Width / 2, image1.Height));
21using (var mask = new Image<Gray, Byte>(image1.Size))
22 {
23 mask.SetZero();//设置所有值为0
24 mask.ROI = rect;
25 mask.SetValue(255);//设置ROI的值为255
26 mask.ROI = Rectangle.Empty;//去掉ROI
27//res(I)=img1(I)+img2(I) if mask(I)!=0
28var resImage = image1.Add(image2, mask);
29 mask._Not();//反转mask的值（255->0, 0->255）
30 image1.Copy(resImage, mask);//在mask(I) != 0的条件下，把image1的值拷贝到resImage中
31return resImage;
32 }
33 }
在Form1中调⽤以上⽅法：
1private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
2 {
3 _image = new Image<Bgr, byte>(ugou);
4 imageBox1.Image = _image;
5 imageBox2.Image = DataAccess.JustAdd(_image, _image);//图⽚⾃加
6 imageBox4.Image = DataAccess.AddUsingMask(_image, _image);
7
8//创建掩膜图⽚
9var mask = new Image<Gray, Byte>(_image.Size);
10 mask.SetZero();//设置所有值为0
11 mask.ROI = new Rectangle(new Point(0, 0), new Size(_image.Width / 2, _image.Height));
12 mask.SetValue(255);//设置ROI的值为255
rectangle函数opencv13 mask.ROI = Rectangle.Empty;//去掉ROI
14
15 imageBox3.Image = mask;
16 }
运⾏效果：
图像减法
使⽤Image.Sub()⽅法，你可以让当前图像减去另外⼀个图像，或让当前图像减去⼀个⾊彩值。另外你也可以使⽤CvInvoke.Subtract()⽅法执⾏相同的操作，
Image.Sub()⽅法内部就是调⽤CvInvoke.Subtract()⽅法实现的。
与加法相似，Image.Sub()同样有3个实现，每个实现的返回都是⼀个相同⾊彩空间、值类型的Image对象：
1///<summary>当前图⽚减去⼀张图⽚，被减图⽚必须与当前图⽚是相同的类型和尺⼨（或相同的ROI尺⼨）</summary>
2///<param name="img2">被减图⽚</param>
3///<returns>相减的结果</returns>
4public Image<TColor, TDepth> Sub(Image<TColor, TDepth> img2)
1 ///<summary>当前图⽚减去另外⼀张图⽚（ret(I)=src1(I)-src2(I) if mask(I)!=0），被减图⽚必须与当前图⽚是相同的类型和尺⼨（或相同的ROI尺⼨）</summary> 2///<param name="img2">被减图⽚</param>
3///<param name="mask">掩膜图⽚</param>
4///<returns>使⽤掩膜图⽚相减的结果</returns>
5public Image<TColor, TDepth> Sub(Image<TColor, TDepth> img2, Image<Gray, Byte> mask)
1///<summary>当前图⽚减去⼀个⾊彩值</summary>
2///<param name="val">被减去的⾊彩值</param>
3///<returns>减去⾊彩值的结果</returns>
4public Image<TColor, TDepth> Sub(TColor val)
接下来我们演⽰如何使⽤这些⽅法：在DataAccess类中添加JustSub和SubUsingMask⽅法，代码如下：
1///<summary>
2///图像减法
3///</summary>
4///<param name="image1"></param>
5///<param name="image2"></param>
6///<returns></returns>
7public static Image<Bgr, Byte> JustSub(Image<Bgr, Byte> image1, Image<Bgr, Byte> image2)
8 {
9return image1.Sub(image2);
10 }
11
12///<summary>
13///在掩码图⽚的条件下，⽤image1减去image2的值
14///</summary>
15///<param name="image1"></param>
16///<param name="image2"></param>
17///<returns></returns>
18public static Image<Bgr, Byte> SubUsingMask(Image<Bgr, Byte> image1, Image<Bgr, Byte> image2)
19 {
20var rect = new Rectangle(new Point(0, 0), new Size(image1.Width / 2, image1.Height));
21using (var mask = new Image<Gray, Byte>(image1.Size))
22 {
23 mask.SetZero();//设置所有值为0
24 mask.ROI = rect;
25 mask.SetValue(255);//设置ROI的值为255
26 mask.ROI = Rectangle.Empty;//去掉ROI
27//res(I)=img1(I)-img2(I) if mask(I)!=0
28var resImage = image1.Sub(image2, mask);
29 mask._Not();//反转mask的值（255->0, 0->255）
30 image1.Copy(resImage, mask);//在mask(I)!= 0的条件下，把image1的值拷贝到resImage中
31return resImage;
32 }
33 }
在Form1中调⽤以上⽅法，在加法演⽰中我们使图⽚⾃加，得到了⼀张更亮的照⽚，但是在减法中如果我们使图⽚⾃减就会得到⼀张⿊⾊的图⽚，
但是为了使读者能清晰的看到减法操作，我们使原图减去⼀张红⾊图，所以在以下程序中我们需要创建⼀张红⾊图⽚：
1private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
2 {
3 _image = new Image<Bgr, byte>(ugou);
4 imageBox1.Image = _image;
5using (var colorImage = new Image<Bgr, Byte>(_image.Size))
6 {//⾸先创建⼀张红⾊图⽚
7 colorImage.SetValue(new Bgr(Color.Red));
8 imageBox2.Image = DataAccess.JustSub(_image, colorImage);
9 imageBox4.Image = DataAccess.SubUsingMask(_image, colorImage);
10 }
11
12//创建掩膜图⽚
13var mask = new Image<Gray, Byte>(_image.Size);
14 mask.SetZero();//设置所有值为0
15 mask.ROI = new Rectangle(new Point(0, 0), new Size(_image.Width / 2, _image.Height));
16 mask.SetValue(255);//设置ROI的值为255
17 mask.ROI = Rectangle.Empty;//去掉ROI
18
19 imageBox3.Image = mask;
20 }
运⾏效果：
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