【图像处理】Qt+OpenCV自制mini软件——图像二值化器

深藏阁楼爱情的钟 2022-05-28 11:09 780阅读 0赞

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## 【[fishing-pan][]：[https://blog.csdn.net/u013921430][https_blog.csdn.net_u013921430]转载请注明出处】 ##

## 前言 ##

前段时间杂事很多，这几天突然觉得自己有段时间没有碰Qt了，手有点生了。心血来潮，花了两个小时（是真的手生了），利用Qt和OpenCV写了个用于图像二值化的程序。由于我个人习惯的原因，我是在VS2013中直接写代码进行编译的，不是在Qt中写的代码。好了话不多说，开始吧！

## 软件工具：VS2013+ Qt5.5.1 +OpenCV3.0+Win7（X64） ##

## 工程配置 ##

在VS2013中首先新建一个Qt项目，然后将OpenCV的包含目录、库目录以及库名添加到项目属性中（这一步，我就不多讲了，怎么配置工程环境，大家应该都清楚）。因为要使用工具栏，所以创建项目时，基类使用的是QMainWindow。

![70][]

## 软件界面 ##

为了方便讲解，这里先把软件界面展示给大家，图中详细标注了我所放置的控件。

![20180404091546299][]

### 界面分析 ###

上图左上角的读入、保存按键是用以读入原始图像和保存二值化的结果图的，图中公有6个label。label1和label2用来标注下方图像为原始图与二值化图像，label3和label4 用于显示图像，label5和label6分别标注滑条的最大值与最小值。此外还有一个微调框和滑条用以控制图像二值化阈值。

## 软件操作 ##

视频转换成gif搞了半天还是不清晰，大家凑合看吧！意思是那个个意思，打开图片，调节阈值，选取合适的阈值，输出二值化后的结果图。

![20180404091502654][]

## 代码 ##

照例先贴出代码；

需要说明，我将软件界面中心的四个label单独在一个类中实现了，这需要右键项目属性，添加类，并且选择Qt5Class，基类选择的是QWidget，类名为ShowWidget，同时自动生成了一个头文件一个源文件，代码如下，十分简单，不做讲解。

### showwidgets.h ###

//--------showwidgets.h
    //--------潘正宇 2018.04.02
    
    #pragma once
    #include <QWidget>
    #include <QLabel>
    #include <QImage>
    
    #pragma execution_character_set("utf-8")
    class ShowWidget :
    	public QWidget
    {
    	Q_OBJECT
    
    public:
    	explicit ShowWidget(QWidget *parent = 0);
    	QImage img;
    
    	QLabel *originLabel;     //label1
    	QLabel *binaryLabel;     //label2
    	QLabel *imageLabel1;     //label3
    	QLabel *imageLabel2;     //label4
    
    	QWidget *Widget1;        //存放label1与label3的widget
    	QWidget *Widget2;        //存放label2与label5的widget
    
    
    signals:
    	public slots :
    
    
    private:
    
    };

### showwidgets.cpp ###

//--------showwidgets.cpp
    //--------潘正宇 2018.04.02
    
    #include "showwidgets.h"
    #include <QBoxLayout>
    #include <QLineEdit>
    #include <QPushButton>
    #include<opencv2/opencv.hpp>
    #include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
    #include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
    
    
    using namespace std;
    using namespace cv;
    
    ShowWidget::ShowWidget(QWidget *parent) :QWidget(parent)
    {
    	originLabel = new QLabel;
    	originLabel->setText(QStringLiteral("原始图像"));
    
    	binaryLabel = new QLabel;
    	binaryLabel->setText(QStringLiteral("二值化的图像"));
    
    	imageLabel1 = new QLabel;
    	imageLabel1->setFixedSize(400, 400);           //固定label的大小；
    	imageLabel1->setScaledContents(true);          //按比例自动调整图像大小以在label中显示
    
    	imageLabel2 = new QLabel;
    	imageLabel2->setFixedSize(400, 400);
    	imageLabel2->setScaledContents(true);
    
    	if (img.load("white.jpg"))
    	{
    		imageLabel1->setPixmap(QPixmap::fromImage(img));
    		imageLabel2->setPixmap(QPixmap::fromImage(img));
    	}
    
    	Widget1 = new QWidget;
    	Widget2 = new QWidget;
    
    	QVBoxLayout *originLayout = new QVBoxLayout(Widget1);
    	originLayout->addWidget(originLabel);
    	originLayout->addWidget(imageLabel1);
    
    	QVBoxLayout *binaryLayout = new QVBoxLayout(Widget2);
    	binaryLayout->addWidget(binaryLabel);
    	binaryLayout->addWidget(imageLabel2);
    
    	QHBoxLayout  *mainLayout = new QHBoxLayout(this);
    
    	mainLayout->addWidget(Widget1);
    	mainLayout->addWidget(Widget2);
    	mainLayout->setSpacing(5);                           //在各个区域之间设置间隔。
    }

主窗口实现的头文件及源文件如下；

### qt\_threshold.h ###

//--------qt_threshold.h
    //--------潘正宇 2018.04.02
    
    #ifndef QT_THRESHOLD_H
    #define QT_THRESHOLD_H
    
    #include "showwidgets.h"
    #include <QtWidgets/QMainWindow>
    #include <QPixmap>
    #include <QSlider>
    #include <QFileDialog>
    #include <QMessageBox>
    #include <QAction>
    #include <QToolBar>
    #include <opencv2/opencv.hpp>
    #include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
    #include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
    #include <QLabel>
    #include <QSpinBox>
    #include <QImage>
    
    using namespace cv;
    
    class Qt_threshold : public QMainWindow
    {
    	Q_OBJECT
    
    public:
    	Qt_threshold(QWidget *parent = 0);
    	~Qt_threshold();
    
    	
    
    private:
    
    	QImage originImg;                //存储原始图像
    	QImage binaryImg;                //存储二值化后的图像
    	ShowWidget *showwidget;          //定义一个ShowWidget对象
    	QWidget *mainWidget;             //中心部件窗体
    	QWidget *Change;                 //放置滑条、微调框、label5、label6的窗体
    	QSlider *slider;                 //滑条
    	QSpinBox *pSpinBox;              //微调框
    	QLabel *minVauleLabel;           //label5
    	QLabel *maxVauleLabel;           //label6
    
    	QToolBar *fileTool;              //工具栏
    	QString fileName;
    	Mat originImage;
    	Mat binaryImage;
    
    	void createAction();             //创建工具栏的函数
    	void createChanges();            //创建滑条和微调框的函数
    
    
    signals:
    
    	//--------------槽函数
    	public slots :
    
    	void SaveFile();                //保存文件的槽函数
    	void OpenFile();                //打开文件的槽函数
    	void SpinBoxChangeImageshow();  //spinBox改变时触发的槽函数
    	void SliderChangeImageshow();   //slider改变时触发的槽函数
    };
    
    #endif // QT_THRESHOLD_H

### qt\_threshold.cpp ###

//--------qt_threshold.cpp
    //--------潘正宇 2018.04.02
    
    #include "qt_threshold.h"
    #include <QToolBar>
    #include <QHBoxLayout>
    #include <QSpinBox>
    #include <QSlider>
    #include <string>
    #include "showwidgets.h"
    #include<opencv2/opencv.hpp>
    
    using namespace std;
    using namespace cv;
    
    Qt_threshold::Qt_threshold(QWidget *parent)
    	: QMainWindow(parent)
    {
    	setWindowTitle(QStringLiteral("自制图像二值化mini程序"));
    	createAction();
    
    	showwidget = new ShowWidget(this);                     // 创建一个ShowWidget类型的区域，用于展示载入的图片
    	mainWidget = new QWidget;                              // 创建中心部件区域
    
    
    	Change = new QWidget;
    	createChanges();
    
    
    	QVBoxLayout *mainLayout = new QVBoxLayout(mainWidget);  //在mainWidget内构件一个垂直的布局，放入
    	mainLayout->addWidget(showwidget);
    	mainLayout->addWidget(Change);
    
    	setCentralWidget(mainWidget);                          //将mainWidget置于MainWindow的中心区域	
    
    
    
    }
    
    Qt_threshold::~Qt_threshold()
    {
    
    }
    
    void Qt_threshold::createChanges()
    {
    	slider = new QSlider;
    
    	slider->setOrientation(Qt::Horizontal);  // 水平方向
    	slider->setMinimum(0);  // 最小值
    	slider->setMaximum(255);  // 最大值
    	slider->setSingleStep(1);  // 步长
    	slider->setValue(80);    //初始值
    
    	pSpinBox = new QSpinBox(this);
    	pSpinBox->setMinimum(0);  
    	pSpinBox->setMaximum(255);  
    	pSpinBox->setSingleStep(1);
    	pSpinBox->setValue(80);
    
    	minVauleLabel = new QLabel;
    	maxVauleLabel = new QLabel;
    
    	minVauleLabel->setText("0");       //滑条两端的label，放置最大值以及最小值；
    	maxVauleLabel->setText("255");
    
    
    	QHBoxLayout *HLayout = new QHBoxLayout(Change);
    
    	HLayout->addWidget(pSpinBox);             //水平布局
    	HLayout->addWidget(minVauleLabel);
    	HLayout->addWidget(slider);
    	HLayout->addWidget(maxVauleLabel);
    
    
    	///--------------信号槽连接；
    	connect(slider, SIGNAL(valueChanged(int)), this, SLOT(SliderChangeImageshow()));
    	connect(pSpinBox, SIGNAL(valueChanged(int)), this, SLOT(SpinBoxChangeImageshow()));
    }
    
    
    void Qt_threshold::createAction()
    {
    	QAction *openFileAction = new QAction(QIcon("open.png"), tr("open file"), this);    //设置打开文件的动作
    	openFileAction->setShortcut(tr("Ctrl+O"));
    	openFileAction->setStatusTip(tr("open a tiff picture"));
    
    
    	QAction *saveFileAction = new QAction(QIcon("save.png"), tr("save file"), this);    //设置保存文件的动作
    	saveFileAction->setShortcut(tr("Ctrl+S"));
    	saveFileAction->setStatusTip(tr("save the result picture"));
    
    
    
    	fileTool = addToolBar("File");                                           //利用QMainWindow的addToolBar()函数增加工具条
    	fileTool->addAction(openFileAction);
    	fileTool->addAction(saveFileAction);
    
    	fileTool->setAllowedAreas(Qt::TopToolBarArea | Qt::LeftToolBarArea);             //限定文件工具条出现的位置，并且不能移动
    	fileTool->setMovable(false);
    
    	connect(openFileAction, SIGNAL(triggered()), this, SLOT(OpenFile()));
    	connect(saveFileAction, SIGNAL(triggered()), this, SLOT(SaveFile()));
    }
    
    
    ///----------------------------槽函数
    
    //----打开图像---
    void Qt_threshold::OpenFile()
    {
    
    	fileName = QFileDialog::getOpenFileName(this, tr("Select Tiff picture"), ".", tr("Image Files(*.tif *.jpg *.bmp)"));
    	if (!fileName.isEmpty())
    	{
    		//-------将QString转换成const char[];
    		string trans = fileName.toLocal8Bit().toStdString();   
    		const char *FileName = trans.c_str();
    
    		//------使用OpenCV读图
    		originImage = imread(FileName);                  
    
    		//-----如果图像是彩色图，转为灰度图
    		if (originImage.channels()== 3)
    		{
    			QMessageBox::information(this, QStringLiteral("提示"), QStringLiteral("图像为彩色图，将转换为灰度图像显示"));
    
    			cvtColor(originImage, originImage, CV_RGB2GRAY);
    		}
    		if (originImage.depth()!=CV_8U)
    		{
    			QMessageBox::information(this, QStringLiteral("提示"), QStringLiteral("图像不是8bit图像，本软件只接受8bit图像"));
    			return;
    		}
    
    		//------将Mat格式的图像传递到QImage的图像中；
    		QImage originImg = QImage((const unsigned char*)(originImage.data),
    			originImage.cols, originImage.rows, QImage::Format_Grayscale8);
    
    		//------传递原始灰度图显示
    		showwidget->imageLabel1->setPixmap(QPixmap::fromImage(originImg));
    
    		//-------初始的二值化阈值为80
    		threshold(originImage, binaryImage, 80, 255.0, CV_THRESH_BINARY);
    
    
    		QImage binaryImg = QImage((const unsigned char*)(binaryImage.data),
    			binaryImage.cols, binaryImage.rows, QImage::Format_Grayscale8);
    
    		//-------传递二值化图像显示
    		showwidget->imageLabel2->setPixmap(QPixmap::fromImage(binaryImg));
    
    	}
    	else
    	{
    		QMessageBox::information(NULL, tr("Path"), QStringLiteral("未选中任何图像"));          //提示未选中任何路径
    	}
    
    }
    
    //----------保存图像------//
    void Qt_threshold::SaveFile()
    {
    	QString savePath = QFileDialog::getSaveFileName(this, tr("Select picture save path"), ".", tr("Image Files(*.bmp)"));
    
    	if (savePath.isEmpty())
    	{
    		QMessageBox::information(NULL, tr("Path"), tr("You have not select any path."));
    	}
    
    	string trans = savePath.toLocal8Bit().toStdString();
    	const char *path = trans.c_str();
    
    
    	if (imwrite(path, this->binaryImage))
    	{
    		QMessageBox::information(this, QStringLiteral("提示"), QStringLiteral("图像写出完毕"));
    	}
    
    }
    
    
    //----------spinBox改变时触发的槽函数-----
    void Qt_threshold::SpinBoxChangeImageshow()
    {
    	int thres = pSpinBox->value();
    	slider->setValue(thres);                  //slider值与spinbox值同步
    
    	threshold(originImage, binaryImage, thres, 255.0, CV_THRESH_BINARY);
    
    
    	//------修改imageLabel2中的图像；
    	QImage binaryImg = QImage((const unsigned char*)(binaryImage.data),
    		binaryImage.cols, binaryImage.rows, QImage::Format_Grayscale8);
    
    	showwidget->imageLabel2->setPixmap(QPixmap::fromImage(binaryImg));
    }
    
    
    //----------slider改变时触发的槽函数-----
    void Qt_threshold::SliderChangeImageshow()
    {
    	int thres = slider->value();
    	pSpinBox->setValue(thres);              //slider值与spinbox值同步
    
    	threshold(originImage, binaryImage, thres, 255.0, CV_THRESH_BINARY);
    
    
    	//------修改imageLabel2中的图像；
    	QImage binaryImg = QImage((const unsigned char*)(binaryImage.data),
    		binaryImage.cols, binaryImage.rows, QImage::Format_Grayscale8);
    
    	showwidget->imageLabel2->setPixmap(QPixmap::fromImage(binaryImg));
    }

### main.cpp ###

//--------main.cpp
    //--------潘正宇 2018.04.02
    
    #include "qt_threshold.h"
    #include <QtWidgets/QApplication>
    
    int main(int argc, char *argv[])
    {
    	QApplication a(argc, argv);
    	Qt_threshold w;
    	w.show();
    	return a.exec();
    }

### 代码分析 ###

因为代码标注的非常清楚，很容易理解，我这里就不多讲解了，主要说一下主窗口实现的构造函数。一行一行的来看；

1.  第一行代码，设置了主窗口的标题；
2.  第二行代码，调用createAction()函数，在主窗口上添加了工具栏；
3.  第三行代码，新建一个ShowWidget类动态对象showwidget，这时候调用ShowWidget类的构造函数。动态对象指向的是一个窗体，这个窗体包含四个label；
4.  第四行代码，构建一个动态窗体对象，用于指向主窗口的中心部件。
5.  第五行代码，构建一个动态窗体对象，指向包含滑条等部件的窗体。
6.  第六行代码，调用createChanges()函数，将滑条、微调框等部件放入Change所指的窗体中。
7.  第七至九行代码，利用垂直布局，将Change和showwidget放置到mainWidget。
8.  第十行代码，将mainWidget设置为MainWindow的中心部件。

已完；

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[70]: /images/20220528/1f9f8b06e6854e959dbd390ec67d4df2.png
[20180404091546299]: /images/20220528/c298c0483dc942f6918c1f31a39e53ac.png
[20180404091502654]: /images/20220528/4d751b0e131646e4aa83dd6baf347602.png