《学习opencv》笔记——基本数据结构，CvMat，矩阵訪问

Posted 2020-09-22 lxjshuju

    老板让让做一个东东。输入端要用到opencv顺便就来学习一下。买了本书《学习opencv》翻来一看，opencv1.0，去官网上一看。opencv2.49，瞬间有种蛋碎的赶脚。看着第二章介绍一个头文件，在opencv2.49以下招了半天都没找到。。。泪奔~~

    只是看到一些论坛上说。这本书里还是讲了一些实用的算法的，所以还是决心细致读一读，里面的測试程序基本是亲手输入执行成功的，非常多样例我自也用不同的方法实现了一下，毕竟入门级新手。望各位老鸟勿喷。还请各位大手多多指点。

        

1.opencv基本数据结构：

结构	成员	意义
CvPoint	int x,y	图像中的点
CvPoint2D32f	float x,y	二维空间中的点
CvPoint3D32f	float x,y,z	三维空间中的点
CvSize	int width,height	图像的尺寸
CvRect	int x,y,width,height	图像的部分区域
CvScalar	double val[4]	RGBA值

2.CvMat矩阵结构:

（1）两点注意：

1.在Opencv中没有向量结构，不论什么时候须要向量，都仅仅是一个列矩阵。

2.Opencv矩阵的概念与我们在线性代数课上学习过的概念相比。更抽象，特别是矩阵的元素。

（2）CvMat结构：

typedef struct CvMat{
　　int type;
　　int step;
　　int* refcount;
　　union{
　　uchar* ptr;
　　short* s;
　　int* i;
　　float *f1;
　　double* db;
　　} data;
     union{
　　int rows;
　　int height;
　　};
     union{
　　int cols;
　　int width;
　　};
}CvMat;

（3）矩阵的创建与释放

CvMat* cvCreateMat( int rows, int cols, int type );  //创建一个矩阵

CvMat* cvCreateMatHeader( int rows, int cols, int type ); //创建一个矩阵结构，不分配空间

CvMat* cvInitMatHeader(CvMat* mat,int rows,int cols,int type,void* data = NULL,int step = CV_AUTOSTEP);//用一个现有矩阵初始化矩阵

CvMat cvMat(int rows,int cols,int type,void* data = NULL);//初始化矩阵结构，不分配空间

CvMat* cvCloneMat( const cvMat* mat );//复制一个mat副本

void cvReleaseMat( CvMat** mat ); //释放矩阵

（4）创建一个矩阵程序：

#include <cv.h>
#include <iostream>
using namespace std;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	float vals[] = {1,2,3,4};

	CvMat rotmat;

	cvInitMatHeader(
		&rotmat,
		2,
		2, 
		CV_32FC1,
		vals
		);
	cout << rotmat.cols <<endl;
	cout << rotmat.step <<endl;
	cout << rotmat.rows <<endl;
	cout << rotmat.type <<endl;
	getchar();
	return 0;
}

3.矩阵数据的存取(简单的方法。麻烦的方法，恰当的方法)

（1）简单的方法：

利用CV_MAT_ELEM()宏存取矩阵

#include "stdafx.h"
#include <cv.h>
#include <iostream>
using namespace std;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	float vals[] = {1,2,3,4};

	CvMat* rotmat = cvCreateMat( 2, 2, CV_32FC1 );

	cvInitMatHeader(
		rotmat,
		2,
		2, 
		CV_32FC1,
		vals
		);
	float ele = CV_MAT_ELEM(*rotmat,float,1,1);
	cout << ele << endl;
	getchar();
	return 0;
}

另外宏CV_MAT_ELEM_PTR()须要三个參数，传入矩阵。待返回元素的行和列。

它和上个宏一样。仅仅只是返回的是指向元素的指针。须要自己固定类型。

（2）麻烦的方法

使用cvPtr*D訪问矩阵，其结构为：

  uchar* cvPtr1D(
      const CvArr* arr,         //訪问矩阵
      int          idx0,       //元素索引
      int*         type = NULL//元素类型
   );
   uchar* cvPtr2D(
      const CvArr* arr,
      int          idx0,
      int          idx1,
      int*         type = NULL
   );
   uchar* cvPtr3D(
      const CvArr* arr,
      int          idx0,
		int          idx1,
		int          idx2,
		int*         type = NULL
	);
	uchar* cvPtrND(
		const CvArr* arr,
		int*         idx,
		int*         type            = NULL,
		int          create_node     = 1,
		unsigned*    precalc_hashval = NULL
	);

訪问实例：

#include <cv.h>
#include <iostream>
using namespace std;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
	float vals[] = {1,2,3,4};

	CvMat* rotmat = cvCreateMat( 2, 2, CV_32FC1 );

	cvInitMatHeader(
		rotmat,
		2,
		2, 
		CV_32FC1,
		vals
		);
	float *p = (float*) cvPtr2D(rotmat,1,1);
	cout <<*p<<endl;
	getchar();
	return 0;
}

（3）恰当的方法

计算机视觉是一种密集型的任务。所以应该利用最有效的方法做事。

方法：

#include <cv.h>
#include <iostream>
using namespace std;

float sum( CvMat* mat ) {
	float s = 0.0f;
	for( int row=0; row<mat->height; row++ ) {
		float* ptr = mat->data.fl + row * mat->step/4;
		for( int col=0; col<mat->width; col++ ) {
			s += *ptr++;
		}
	}
	return( s );
};

int main(int argc, char** argv)
{
	CvMat *mat = cvCreateMat(2,2,CV_32FC1);
	float elem = 2;
	*((float*)CV_MAT_ELEM_PTR( *mat, 0,0) ) = elem;
	cvmSet(mat,0,1,3);
	cvSetReal2D(mat,1,0,4);
	cvSetReal2D(mat,1,1,5);
	float s = sum(mat);
	printf("%f\n",s);
	getchar();
	return 0;
}

   to be continued