opencv 2.x學習筆記（十）随機數發生器、繪制文字

在上一篇中，我們了解了如何使用opencv為我們提供的基本繪圖函數來為我們來繪制一個簡單的圖像。在這一篇中，我們将繼續使用上一篇中所講到的函數來示範opencv的随機數産生功能以及如何繪制文字。

随機數産生器

在我們的程式中，經常需要使用随機數生成功能。為此，opencv為我們提供了一個随機數生成器類，RNG。它封裝了一個64位的int類型整數，為此我們課可以得到一個随機的Scalar和随機的數組。目前，它支援産生均勻分布随機數和高斯分布随機數。

它的構造函數的初始化可以傳入一個64位的整型參數作為随機數産生器的初值。RNG類的定義大緻如下：

/*!
   Random Number Generator

   The class implements RNG using Multiply-with-Carry algorithm
*/
class CV_EXPORTS RNG
{
public:
    enum { UNIFORM=0, NORMAL=1 };

    RNG();
    RNG(uint64 state);
    //! updates the state and returns the next 32-bit unsigned integer random number
    unsigned next();

    operator uchar();
    operator schar();
    operator ushort();
    operator short();
    operator unsigned();
    //! returns a random integer sampled uniformly from [0, N).
    unsigned operator ()(unsigned N);
    unsigned operator ()();
    operator int();
    operator float();
    operator double();
    //! returns uniformly distributed integer random number from [a,b) range
    int uniform(int a, int b);
    //! returns uniformly distributed floating-point random number from [a,b) range
    float uniform(float a, float b);
    //! returns uniformly distributed double-precision floating-point random number from [a,b) range
    double uniform(double a, double b);
    void fill( InputOutputArray mat, int distType, InputArray a, InputArray b, bool saturateRange=false );
    //! returns Gaussian random variate with mean zero.
    double gaussian(double sigma);

    uint64 state;
};
           

其中主要函數的含義：

• next():取出下一個随機數。
• uniform():傳回指定範圍的均勻分布的随機數。
• gaussian():傳回一個高斯随機數。
• fill():利用随機數填充矩陣。

是以我們可以這樣來構造一個rng對象：

RNG rng( 0xFFFFFFFFFFFFFFFF );
           

可以這樣來産生一個随機數。

pt1.x = rng.uniform( 0.0, (double)window_width );
           

同時可以這樣來得到它的下一個随機數。

int icolor = (unsigned) rng;
           

（調用unsigned(), 在該函數内部，調用next()）。

繪制文字

了解了如何産生一個随機數之後，我們的任務已經進行了一半，那麼我們該如何在一個圖像中繪制文字呢？

opencv為我們提供了putText函數來完成這一功能，具體聲明如下：

//! renders text string in the image
CV_EXPORTS_W void putText( Mat& img, const string& text, Point org,
                         int fontFace, double fontScale, Scalar color,
                         int thickness=1, int lineType=8,
                         bool bottomLeftOrigin=false );
           

• img: 要繪制文字的圖像。
• text: 要繪制的文字。
• org: 圖像中文字字元串的左下角坐标。
• fontFace:字型類型，可以在下面類型中取值。

FONT_HERSHEY_SIMPLEX, FONT_HERSHEY_PLAIN, FONT_HERSHEY_DUPLEX, FONT_HERSHEY_COMPLEX, FONT_HERSHEY_TRIPLEX, 

FONT_HERSHEY_COMPLEX_SMALL, FONT_HERSHEY_SCRIPT_SIMPLEX, FONT_HERSHEY_SCRIPT_COMPLEX。

• fontScale: 字型的比例因子，用以乘以字型特定的基本尺寸。
• color: 文本顔色。
• bottomLeftOrigin： 如果為true，圖像資料的起點在左下角，否則在左上角。

我們可以這樣來使用：

putText( image2, "Hello OpenCV!", org, FONT_HERSHEY_COMPLEX, 3, Scalar( i, i, 255 ), 5 );
           

了解這些之後，我們就可以來做一個随機産生的線條和三角形的一個示範執行個體。為了獲得一個圖像漸變的效果，我們在代碼中每隔一段時間，就對原來的圖像減去一個指定值。如下所示：

Mat image2;
	for( int i = 0; i < 255; i += 2 )
	{
		image2 = image - Scalar::all( i );
		putText( image2, "Hello OpenCV!", org, FONT_HERSHEY_COMPLEX, 3, Scalar( i, i, 255 ), 5 );
		waitKey(5);
		imshow( window_name, image2 );
	}
           

完整執行個體：

#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <iostream>

using namespace std;
using namespace cv;

const int window_height = 600;
const int window_width  = 900;
const int NUMBER = 100;

Scalar randomColor( RNG& rng );
void Drawing_Random_Lines(  Mat image, char * window_name, RNG rng );
void Drawing_Random_Filled_Polygons( Mat image, char * window_name, RNG rng );
void Drawing_Text( Mat image, char * window_name, RNG rng );

int main()
{
	RNG rng( 0xFFFFFFFFFFFFFFFF );
	Mat image = Mat::zeros( window_height, window_width, CV_8UC3 );

	char window_name[] = "Random image";

	Drawing_Random_Lines( image, window_name, rng );
	Drawing_Random_Filled_Polygons( image, window_name, rng );
	Drawing_Text( image, window_name, rng );
	waitKey(0);
	return 0;
}

Scalar randomColor( RNG& rng )
{
	int icolor = (unsigned) rng;
	return Scalar( icolor&255, (icolor>>8)&255, (icolor>>16)&255 );
}

void Drawing_Random_Lines( Mat image, char * window_name, RNG rng )
{
	Point pt1, pt2;
	for( int i = 0; i < NUMBER; i ++ )
	{
		pt1.x = rng.uniform( 0.0, (double)window_width );
		pt1.y = rng.uniform( 0.0, (double)window_height );
		pt2.x = rng.uniform( 0.0, (double)window_width );
		pt2.y = rng.uniform( 0.0, (double)window_height );

		line( image, pt1, pt2, randomColor( rng ), 2 );
		waitKey(5);
		imshow( window_name, image );
	}
}

void Drawing_Random_Filled_Polygons( Mat image, char * window_name, RNG rng )
{
	for( int i = 0; i < NUMBER; i ++ )
	{
		Point pt[2][3];
		pt[0][0].x = rng.uniform(0, window_width);
		pt[0][0].y = rng.uniform(0, window_height);
		pt[0][1].x = rng.uniform(0, window_width);
		pt[0][1].y = rng.uniform(0, window_height);
		pt[0][2].x = rng.uniform(0, window_width);
		pt[0][2].y = rng.uniform(0, window_height);
		pt[1][0].x = rng.uniform(0, window_width);
		pt[1][0].y = rng.uniform(0, window_height);
		pt[1][1].x = rng.uniform(0, window_width);
		pt[1][1].y = rng.uniform(0, window_height);
		pt[1][2].x = rng.uniform(0, window_width);
		pt[1][2].y = rng.uniform(0, window_height);

		const Point* ppt[2] = { pt[0], pt[1] };
		int npt[] = { 3, 3 };

		fillPoly( image, ppt, npt, 2, randomColor( rng ) );
		imshow( window_name, image );
		waitKey(5);
	}
}

void Drawing_Text( Mat image, char * window_name, RNG rng )
{
	Size textsize = getTextSize( "Hello OpenCV!", FONT_HERSHEY_COMPLEX, 3, 5, 0 );
	Point org((window_width - textsize.width)/2, (window_height - textsize.height)/2 );

	Mat image2;
	for( int i = 0; i < 255; i += 2 )
	{
		image2 = image - Scalar::all( i );
		putText( image2, "Hello OpenCV!", org, FONT_HERSHEY_COMPLEX, 3, Scalar( i, i, 255 ), 5 );
		waitKey(5);
		imshow( window_name, image2 );
	}
}
           

運作結果