OpenCV - 图形用户界面

在前面的章节中，我们讨论了如何使用 OpenCV Java 库读取和保存图像。此外，我们还可以使用 AWT/Swings 和 JavaFX 等 GUI 库在单独的窗口中显示加载的图像。

将 Mat 转换为 Buffered Image

要读取图像，我们使用 imread() 方法。此方法以矩阵的形式返回读取的图像。但是，要将此图像与 GUI 库（AWT/Swings 和 JavaFX）一起使用，应将其转换为 java.awt.image.BufferedImage 包中的 BufferedImage 类的对象。

以下是将 OpenCV 的 Mat 对象转换为 BufferedImage 对象的步骤。

步骤 1：将 Mat 编码为 MatOfByte

首先，您需要将矩阵转换为字节矩阵。您可以使用 Imgcodecs 类的 imencode() 方法来实现。以下是此方法的语法。

imencode(ext, image, matOfByte);

此方法接受以下参数：

Ext − 指定图像格式（.jpg、.png 等）的字符串参数
image − 图像的 Mat 对象
matOfByte − MatOfByte 类的空对象

使用此方法对图像进行编码，如下所示。

//Reading the image 
Mat image = Imgcodecs.imread(file);

//instantiating an empty MatOfByte class 
MatOfByte matOfByte = new MatOfByte();

//Converting the Mat object to MatOfByte 
Imgcodecs.imencode(".jpg", image, matOfByte);

步骤 2：将 MatOfByte 对象转换为字节数组

使用 toArray() 方法将 MatOfByte 对象转换为字节数组。

byte[] byteArray = matOfByte.toArray();

步骤 3：准备 InputStream 对象

通过将上一步中创建的字节数组传递给 ByteArrayInputStream 类的构造函数来准备 InputStream 对象。

//Preparing the InputStream object 
InputStream in = new ByteArrayInputStream(byteArray);

步骤 4：准备 InputStream 对象

将上一步中创建的 Input Stream 对象传递给 ImageIO 类的 read() 方法。这将返回一个 BufferedImage 对象。

//Preparing the BufferedImage 
BufferedImage bufImage = ImageIO.read(in);

使用 AWT/Swings 显示图像

要使用 AWT/Swings 框架显示图像，首先使用 imread() 方法读取图像，并按照上述步骤将其转换为 BufferedImage。

然后，实例化 JFrame 类并将创建的缓冲图像添加到 JFrame 的 ContentPane 中，如下所示：

//Instantiate JFrame 
JFrame frame = new JFrame();
 
//Set Content to the JFrame 
frame.getContentPane().add(new JLabel(new ImageIcon(bufImage))); 
frame.pack(); 
frame.setVisible(true);

示例

以下程序代码演示了如何使用 OpenCV 库读取图像并通过 Swing 窗口显示它。

import java.awt.image.BufferedImage;

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.InputStream;

import javax.imageio.ImageIO;
import javax.swing.ImageIcon;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JLabel;

import org.opencv.core.Core;
import org.opencv.core.Mat;
import org.opencv.core.MatOfByte;
import org.opencv.imgcodecs.Imgcodecs;

public class DisplayingImagesUsingSwings {
   public static void main(String args[]) throws Exception { 
      //Loading the OpenCV core library  
      System.loadLibrary( Core.NATIVE_LIBRARY_NAME ); 
    
      //Reading the Image from the file and storing it in to a Matrix object 
      String file = "C:/EXAMPLES/OpenCV/sample.jpg"; 
      Mat image = Imgcodecs.imread(file); 
    
      //Encoding the image 
      MatOfByte matOfByte = new MatOfByte();       
      Imgcodecs.imencode(".jpg", image, matOfByte); 

      //Storing the encoded Mat in a byte array 
      byte[] byteArray = matOfByte.toArray(); 

      //Preparing the Buffered Image 
      InputStream in = new ByteArrayInputStream(byteArray); 
      BufferedImage bufImage = ImageIO.read(in); 

      //Instantiate JFrame 
      JFrame frame = new JFrame(); 

      //Set Content to the JFrame 
      frame.getContentPane().add(new JLabel(new ImageIcon(bufImage))); 
      frame.pack(); 
      frame.setVisible(true);
      
      System.out.println("Image Loaded");     
   } 
}

执行上述程序后，您将获得以下输出：

Image Loaded

此外，您还可以看到一个显示加载图像的窗口，如下所示：

使用 JavaFX 显示图像

要使用 JavaFX 显示图像，首先使用 imread() 方法读取图像并将其转换为 BufferedImage。然后，将 BufferedImage 转换为 WritableImage，如下所示。

WritableImage writableImage = SwingFXUtils.toFXImage(bufImage, null);

将此 WritableImage 对象传递给 ImageView 类的构造函数。

ImageView imageView = new ImageView(writableImage);

示例

以下程序代码演示了如何使用 OpenCV 库读取图像并通过 JavaFX 窗口显示它。

import java.awt.image.BufferedImage;

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

import javafx.application.Application;
import javafx.embed.swing.SwingFXUtils;
import javafx.scene.Group;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.image.ImageView;
import javafx.scene.image.WritableImage;
import javafx.stage.Stage;

import javax.imageio.ImageIO;

import org.opencv.core.Core;
import org.opencv.core.Mat;
import org.opencv.core.MatOfByte;
import org.opencv.imgcodecs.Imgcodecs;

public class DisplayingImagesJavaFX extends Application {
   @Override 
   public void start(Stage stage) throws IOException {   
      WritableImage writableImage = loadImage(); 
  
      //Setting the image view 
      ImageView imageView = new ImageView(writableImage); 
        
      //Setting the position of the image 
      imageView.setX(50); 
      imageView.setY(25); 
        
      //setting the fit height and width of the image view 
      imageView.setFitHeight(400); 
      imageView.setFitWidth(500);
      
      //Setting the preserve ratio of the image view
      imageView.setPreserveRatio(true);
      
      //Creating a Group object  
      Group root = new Group(imageView);
      
      //Creating a scene object
      Scene scene = new Scene(root, 600, 400);
      
      //Setting title to the Stage 
      stage.setTitle("Loading an image");
      
      //Adding scene to the stage
      stage.setScene(scene);

      //Displaying the contents of the stage
      stage.show();
   } 
   public WritableImage loadImage() throws IOException {
      //Loading the OpenCV core library  
      System.loadLibrary( Core.NATIVE_LIBRARY_NAME );
      
      //Reading the Image from the file and storing it in to a Matrix object
      String file ="C:/EXAMPLES/OpenCV/sample.jpg";
      Mat image = Imgcodecs.imread(file);
      
      //Encoding the image
      MatOfByte matOfByte = new MatOfByte();
      Imgcodecs.imencode(".jpg", image, matOfByte);

      //Storing the encoded Mat in a byte array
      byte[] byteArray = matOfByte.toArray();
      
      //Displaying the image
      InputStream in = new ByteArrayInputStream(byteArray); 
      BufferedImage bufImage = ImageIO.read(in);

      System.out.println("Image Loaded");
      WritableImage writableImage = SwingFXUtils.toFXImage(bufImage, null);
      return writableImage; 
   }
   public static void main(String args[]) {
      launch(args); 
   } 
}

执行上述程序后，您将获得以下输出：

Image Loaded

此外，您还可以看到一个显示加载图像的窗口，如下所示：

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