OpenCV：如何有效地将 Mat2d 矩阵的每个元素乘以 Mat1d 矩阵

Posted 2023-02-22

【中文标题】OpenCV：如何有效地将 Mat2d 矩阵的每个元素乘以 Mat1d 矩阵

【英文标题】：OpenCV: How to Efficiently Multiply Each Element of a Mat2d matrix by a Mat1d matrix

【发布时间】：2017-04-05 18:37:23

【问题描述】：

我有一个 Mat2d 矩阵，其中每个元素都是一个二维向量。例如：

[[x0, y0], [x1, y1]
 [x2, y2], [x3, y3]]

我想将这些向量中的每一个乘以一个 Mat1d 相机矩阵：

[fx, 0,  cx, 
 0,  fy, cy, 
 0,  0,  1]

（每个向量代表一个顶点在网格中的位置，我想将其从相机空间转换为像素空间。）

在本例中，生成的矩阵将是：

[[x0 * fx + cx, y0 * fy + cy], [x1 * fx + cx, y1 * fy + cy]
 [x2 * fx + cx, y2 * fy + cy], [x3 * fx + cx, y3 * fy + cy]]

实现此目的最直接、最有效的方法是什么？

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这是我目前的做法：

Mat2d points = getMesh();
Mat1d cameraMtrx = getCameraMtrx();

for(int col = 0; col < points.cols; col++)
    for(int row = 0; row < points.rows; row++)
        points.at<Vec2d>(row, col).val[0] = points.at<Vec2d>(row, col)[0] * cameraMtrx.at<double>(0, 0) + cameraMtrx.at<double>(0, 2);
        points.at<Vec2d>(row, col).val[1] = points.at<Vec2d>(row, col)[1] * cameraMtrx.at<double>(1, 1) + cameraMtrx.at<double>(1, 2);
    

【问题讨论】：

应该是最快的方法，你可以从垫子中提取（引入 cariables）fx fy cx 和 cy 并减少函数调用。你可以使用行指针来表示点，这比 .at 函数更有效

不，您正在迭代外部循环中的 cols 和内部循环中的行。反过来做会更有效率！ （行大订单！！）

【参考方案1】：

OpenCV Documentation 已经详细介绍了有效迭代cv::Mat 的各种方法，在提出的方法中，最有效的方法是使用cv::LUT()，但从这个问题的上下文来看，我猜的范围是输入矩阵值不固定，因此无法创建查找表，这对于RGB 图像非常有用，因为我们事先知道最小值将是0，最大值将是@987654327 @，所以我们可以很容易地创建一个查找表，但是在这个问题中，我们需要将两个矩阵相乘，我假设它们不是图像，所以我们将使用The efficient way。

int cameraMatrix[] = 2, 0, 10, 0, 4, 20, 0, 0, 1;
cv::Mat mat(2, 2, CV_32FC2, cv::Scalar(100, 20));
cv::Size contSize = mat.size();

// Calculate the length of array if the input matrix was flatten, in case of continuous matrix only.
if (mat.isContinuous()) 
    contSize.width *= contSize.height;
    contSize.height = 1;


cv::Vec2f* ptr;
for (int i = 0; i < contSize.height; ++i)

    ptr = mat.ptr<cv::Vec2f>(i);
    for (int j = 0; j < contSize.width; ++j)
    
        ptr[j] = cv::Vec2f(ptr[j].val[0]*cameraMatrix[0] + cameraMatrix[2], ptr[j].val[1] * cameraMatrix[4] + cameraMatrix[5]);