在opencv中划分两个矩阵

Posted 2023-02-22

【中文标题】在opencv中划分两个矩阵

【英文标题】：divide two matrices in opencv

【发布时间】：2014-01-07 15:24:56

【问题描述】：

我想对两个 opencv CV_32S 矩阵（A 和 B）进行元素除法。

当 B 不为 0 时，我希望 C = A/B，否则为 0。

但我不确定是否理解 opencv 文档：

http://docs.opencv.org/modules/core/doc/operations_on_arrays.html#divide

上面写着：

当 src2(I) 为零时，dst(I) 也将为零。多通道数组的不同通道独立处理。

注意当输出数组的深度为 CV_32S 时，不应用饱和度。在溢出的情况下，您甚至可能得到错误符号的结果。

saturate() 函数是什么？我可以在 CV_32S 矩阵中安全地使用 divide(A,B,C) 吗？ divide() 与 / 操作符有何不同？

===== 测试后编辑 =====

我的测试表明 / 运算符完全符合我的要求：当 B != 0 时 C = A/B，否则为 0。

【参考方案1】：

saturate_cast 防止某些数据类型溢出，例如像素值200+200 减少到255 for CV_8U（否则会出现溢出并可能出现意外值）。

如果您想了解有关 saturate_cast 的更多信息，请查看该链接。 http://docs.opencv.org/modules/core/doc/intro.html#saturation-arithmetics

由于整数除法总是减少绝对值，所以整数除法应该不会发生溢出（或者我错过了什么？），所以我猜你应该是安全的。

【讨论】：

谢谢！ divide() 与 / 运算符有何不同？

***：“数字 2,147,483,647 是计算中 32 位有符号整数的最大值”。因此，如果您将两个 32F 元素相除，如果结果是目标 32S 的溢出，则会发生意外行为。但是，对于输入 32S 矩阵，您是安全的。你需要重载 cv::Mat 的操作符/方法来实现额外的行为。

我不知道除法与标准 / 运算符有何不同。也许他们转换为浮点数并使用 SSE 指令，或者他们在内部使用 / 运算符，也许您可​​以在 openCV 源代码中找到这些部分；）

我查看了源代码（在matop.cpp第463行），但它充满了MatOp_Bin::makeExpr()，我不太明白......

【参考方案2】：

所以，operator/ 和 cv::divide 实际上应该是相同的，只是运算符将返回一个矩阵表达式，其评估被延迟。最后，operator/ 也将调用cv::divide，可以看出 e。 G。对于一个简单的案例here。特别是结果应该相等。

不过，结果可能令人惊讶。使用两个整数矩阵进行除法，结果就像在浮点运算中完成，然后是round to nearest integer 更喜欢偶数（另请参阅nearbyint()）。例如，使用两个 6x6 整数矩阵，您将得到

0/0 == 0    1/0 == 0    2/0 == 0    3/0 == 0    4/0 == 0    5/0 == 0
0/1 == 0    1/1 == 1    2/1 == 2    3/1 == 3    4/1 == 4    5/1 == 5
0/2 == 0    1/2 == 0    2/2 == 1    3/2 == 2    4/2 == 2    5/2 == 2
0/3 == 0    1/3 == 0    2/3 == 1    3/3 == 1    4/3 == 1    5/3 == 2
0/4 == 0    1/4 == 0    2/4 == 0    3/4 == 1    4/4 == 1    5/4 == 1
0/5 == 0    1/5 == 0    2/5 == 0    3/5 == 1    4/5 == 1    5/5 == 1

注意（如您在文档中所述），但还要注意（四舍五入）和 而（平局）。

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注意： 两个浮点类型矩阵没有定义任何特殊行为，而是在被零除的情况下计算为 -inf、nan 或 inf。当您将两个浮点矩阵相除但请求整数结果时，这甚至成立。在这种情况下，-inf、nan 和 inf 将转换为最小值，这可能是一个错误（或者只是 OpenCV 没有定义）。

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整数除法代码div.cpp（用g++ -std=c++11 div.cpp -o div -lopencv_core编译）：

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
#include <cstdint>

int main() 
    cv::Mat i1(6,6,CV_32S);
    cv::Mat i2(6,6,CV_32S);
    for (int y = 0; y < i1.rows; ++y) 
        for (int x = 0; x < i1.cols; ++x) 
            i1.at<int32_t>(y, x) = x;
            i2.at<int32_t>(y, x) = y;
        
    

    cv::Mat q;
    cv::divide(i1, i2, q);
//  q = i1 / i2;

    for (int y = 0; y < q.rows; ++y) 
        for (int x = 0; x < q.cols; ++x)
            std::cout << x << "/" << y << " == " << q.at<int32_t>(y, x) << "\t";
        std::cout << std::endl;
    

    return 0;