如何将 T 类型的值赋给 uchar 类型的 data[i] 而不会造成任何损失？

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何将 T 类型的值赋给 uchar 类型的 data[i] 而不会造成任何损失？

【英文标题】：How to assign a value of type T to data[i] of type uchar without any loss?

【发布时间】：2019-04-09 22:15:50

【问题描述】：

场景

我想创建我自己的SetChannel 函数来设置图像的特定通道。例如，我有一个CV_16UC3 类型的图像input（ushort 类型的BGR 图像），我想将绿色通道（=1，由于基于零的索引）更改为ushort 值@987654326 @。为此，我调用了SetChannel(input,1,32768)。

template<typename T>
void SetChannel(Mat mat, uint channel, T value)

    const uint channels = mat.channels();
    if (channel + 1 > channels)
        return;

    T * data = (T*)mat.data;

// MBPR             : number of Memory Block Per Row
// Mat.step         : number of byte per row
// Mat.elemSize1()  : number of byte per channel
const unsigned int MBPR = mat.step / mat.elemSize1();

// N                : total number of memory blocks
const unsigned int N = mat.rows * MBPR;

for (uint i = channel; i < N; i += channels)
    data[i] = value;

我更喜欢在单个循环中工作而不是嵌套循环，所以我定义了上面给出的迭代次数N。

上面的代码按预期工作但是其他人说的部分

T * data = (T*)mat.data;

是一种代码味道，被认为是设计糟糕的程序。

现在我想用另一种方法重写新的，如下所示。 它没有按预期工作，因为我不知道如何将 T value 分配给 data[i] 类型的 uchar。

template<typename T>
void SetChannel(Mat mat, uint channel, T value)

    const uint channels = mat.channels();
    if (channel + 1 > channels)
        return;

    uchar * data = mat.data;


    const unsigned int N = mat.rows * mat.step;// byte per image
    const unsigned int bpc = mat.elemSize1();// byte per channel
    const unsigned int bpp = mat.elemSize(); // byte per pixel
    for (uint i = channel * bpc; i < N; i += bpp)
        //data[i] = value;

问题

如何将T类型的value分配给uchar类型的data[i]而不会有任何损失？

对于那些不知道Mat 是怎样的人，以下内容可能有用。

关于OpenCVMat类

OpenCV 提供了一堆类型的图像。例如，

CV_8UC1 表示灰度图像类型，其中每个像素都有一个uchar 类型的通道。 CV_8UC3 表示 BGR（不是 RGB）图像类型，其中每个像素有三个通道，每个通道类型为 uchar。

CV_16UC3代表BGR（不是RGB）图像类型，其中每个像素有三个通道，每个通道类型为ushort。

等

Mat 是封装图像的类。它有几个属性和功能。让我列出一些我将在这个问题中使用的内容，以便您更好地理解我的场景。

Mat.data：uchar 类型的指针，指向图像像素块。 Mat.rows: 行数 Mat.channels(): 每个像素的通道数 Mat.elemSize1()（以 1 结尾）：每个通道的字节数 Mat.elemSize()：每个像素的字节数。 Mat.elemSize() = Mat.channels() * Mat.elemSize1()。 Mat.step: 每行字节数

这里Mat.step可以认为是 - 每行的“有效”像素数（让我将其命名为 EPPR）， - 每个像素的通道数或Mat.channels()，以及 - 每个通道的字节数或Mat.elemSize1()。

数学上，

 Mat.step = EPPR  * Mat.elemSize() 
 Mat.step = EPPR * Mat.channels() * Mat.elemSize1()

让我将EPPR * Mat.channels() 定义为每行的内存块 (MBPR)。如果你知道MBPR 的正确术语，请告诉我。

因此，MBPR = Mat.step / Mat.elemSize1()。

【问题讨论】：

您应该在模板中有一个测试来检查 T 以确保它与 uchar 兼容，然后使用 static_cast<T*> 而不是 C-casting。

【参考方案1】：

我是从某个离线的人那里得到的。希望它对其他人也有用。

template<typename T>
void SetChannel(Mat mat, uint channel, T value)

    const uint channels = mat.channels();
    if (channel + 1 > channels)
        return;


    uchar * data = mat.data;
    const unsigned int N = mat.rows * mat.step;// byte per image
    const unsigned int bpc = mat.elemSize1();// byte per channel
    const unsigned int bpp = mat.elemSize(); // byte per pixel
    const unsigned int bpu = CHAR_BIT * sizeof(uchar);// bits per uchar
    for (uint i = channel * bpc; i < N; i += bpp)
        for (uint j = 0; j < bpc; j++) 
            data[i + j] = value >> bpu * j;

【讨论】：

不幸的是，由于嵌套循环，这种新方法的运行速度比前一种方法慢了大约 2 倍。