使用QT顯示OpenCV讀取的圖片

1. 概述

OpenCV自帶了一部分常用的GUI功能，但是更多的圖像處理功能需要其他GUI框架來輔助實現，這裏通過QT來顯示OpenCV讀取的圖片。

2. 實現

在QtCreator中新建一個基於QMainWindow的應用：

其中QImageShowWidget就是用於顯示圖像的控件，它是繼承於QWidget實現的，可以將其嵌入QMainWindow的centralwidget中：

QImageShowWidget是自定義的顯示組件，可以首先在QtCreator的設計師界面拖入一個QWidget，再通過“窗口部件提升”功能提升爲QImageShowWidget。

2.1. 代碼

qimageshowwidget.h代碼如下：

#ifndef QIMAGESHOWWIDGET_H
#define QIMAGESHOWWIDGET_H

#include <QWidget>

class QImageShowWidget : public QWidget
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit QImageShowWidget(QWidget *parent = nullptr);
    ~QImageShowWidget();

    bool LoadImage(const char* imagePath);

signals:

public slots:

protected:
    void paintEvent(QPaintEvent *);     //繪製

    void Release();

private:
    uchar* winBuf;      //窗口填充buf
    int winWidth;      //窗口像素寬
    int winHeight;      //窗口像素高
    int winBandNum;      //波段數

};

#endif // QIMAGESHOWWIDGET_H

qimageshowwidget.cpp代碼如下：

#include "qimageshowwidget.h"

#include <opencv2\opencv.hpp>
#include <QPainter>
#include <QDebug>
#include <iostream>

using namespace cv;
using namespace std;

QImageShowWidget::QImageShowWidget(QWidget *parent) : QWidget(parent)
{
    //填充背景色
    setAutoFillBackground(true);
    setBackgroundRole(QPalette::Base);

    winBuf = nullptr;
    winWidth = rect().width();
    winHeight = rect().height();
    winBandNum = 3;
}

QImageShowWidget::~QImageShowWidget()
{
    if(winBuf)
    {
        delete[] winBuf;
        winBuf = nullptr;
    }
}

bool QImageShowWidget::LoadImage(const char* imagePath)
{
    //從文件中讀取成灰度圖像
    Mat img = imread(imagePath);
    if (img.empty())
    {
        fprintf(stderr, "Can not load image %s\n", imagePath);
        return false;
    }

    Release();

    winWidth = rect().width();
    winHeight = rect().height();
    size_t winBufNum = (size_t) winWidth * winHeight * winBandNum;
    winBuf = new uchar[winBufNum];
    memset(winBuf, 255, winBufNum*sizeof(uchar));

    for (int ri = 0; ri < img.rows; ++ri)
    {
        for (int ci = 0; ci < img.cols; ++ci)
        {
            for(int bi = 0; bi < winBandNum; bi++)
            {
                size_t m = (size_t) winWidth * winBandNum * ri + winBandNum * ci + bi;
                size_t n = (size_t) img.cols * winBandNum * ri + winBandNum * ci + bi;
                winBuf[m] = img.data[n];
            }
        }
    }

    update();

    return true;
}

//重新實現paintEvent
void QImageShowWidget::paintEvent(QPaintEvent *)
{
    if(!winBuf)
    {
        return;
    }

    QImage::Format imgFomat = QImage::Format_RGB888;

    QPainter painter(this);
    QImage qImg(winBuf, winWidth, winHeight, winWidth*winBandNum, imgFomat);
    painter.drawPixmap(0, 0, QPixmap::fromImage(qImg));
}

void QImageShowWidget::Release()
{
    if(winBuf)
    {
        delete[] winBuf;
        winBuf = nullptr;
    }
}

2.2. 解析

所有基於QWidget的類都可以重新實現界面重繪事件paintEvent(),它會在界面需要的時候（例如調用update()）自動重繪。在這個事件函數中可以通過圖形繪製接口QPainter繪製：

QImage::Format imgFomat = QImage::Format_RGB888;

QPainter painter(this);
QImage qImg(winBuf, winWidth, winHeight, winWidth*winBandNum, imgFomat);
painter.drawPixmap(0, 0, QPixmap::fromImage(qImg));

可以看到QPainter繪製的其實是QImage對象，也就是重點是構造QImage這個對象。這個對象是由申請的內存winBuf來構建的。顯示的圖像是由寬、高以及波段組成的，需要將三維空間壓縮爲一維空間——簡單來講，內存的組成爲RGBRGBRGB…,並且起點位置爲左上角，由左至右，由上至下。

OpenCV讀取的圖像爲Mat對象：

//從文件中讀取成灰度圖像
Mat img = imread(imagePath);
if (img.empty())
{
    fprintf(stderr, "Can not load image %s\n", imagePath);
    return false;
}

Mat對象可以通過data()方法直接訪問讀取的圖像內存。而這塊內存也是RGBRGBRGB…的結構組成，並且起點位置也是左上角，由左至右，由上至下。將其逐像素傳入到申請的內存winBuf：

winWidth = rect().width();
winHeight = rect().height();
size_t winBufNum = (size_t) winWidth * winHeight * winBandNum;
winBuf = new uchar[winBufNum];
memset(winBuf, 255, winBufNum*sizeof(uchar));

for (int ri = 0; ri < img.rows; ++ri)
{
    for (int ci = 0; ci < img.cols; ++ci)
    {
        for(int bi = 0; bi < winBandNum; bi++)
        {
            size_t m = (size_t) winWidth * winBandNum * ri + winBandNum * ci + bi;
            size_t n = (size_t) img.cols * winBandNum * ri + winBandNum * ci + bi;
            winBuf[m] = img.data[n];
        }
    }
}

3. 結果

通過界面加載一張圖像，顯示結果如下：