C++：OpenCV：快速像素迭代

Posted 2023-02-21

【中文标题】C++：OpenCV：快速像素迭代

【英文标题】：C++: OpenCV: fast pixel iteration

【发布时间】：2014-08-09 17:49:24

【问题描述】：

我正在尝试从流式网络摄像头图像中获取 BGR 值。我遇到了内存访问冲突，因为我没有在嵌套的 for 循环中正确使用指针，但我不知道语法应该是什么。对于我正在尝试做的看似基本的任务，我找不到足够具体的文档。

除了解决内存访问冲突之外，我还希望能够即时编辑每个像素，而无需进行深度复制，但也不知道他的语法应该是什么。

这是我目前的代码：

int main(int argc, char** argv)


    int c;
    Mat img;
    VideoCapture capture(0);
    namedWindow("mainWin", CV_WINDOW_AUTOSIZE);
    bool readOk = true;

    while (capture.isOpened()) 

        readOk = capture.read(img);

        // make sure we grabbed the frame successfully 
        if (!readOk) 
            std::cout << "No frame" << std::endl;
            break;
        

        int nChannels = img.channels();
        int nRows = img.rows;
        int nCols = img.cols * nChannels;

        if (img.isContinuous())
        
            nCols *= nRows;
            nRows = 1;
        

        int i, j;
        uchar r, g, b;
        for (i = 0; i < nRows; ++i)
        
            for (j = 0; j < nCols; ++j)
            
                r = img.ptr<uchar>(i)[nChannels*j + 2];
                g = img.ptr<uchar>(i)[nChannels*j + 1];
                b = img.ptr<uchar>(i)[nChannels*j + 0];
            
        

        if (!img.empty()) imshow("mainWin", img);
        c = waitKey(10);
        if (c == 27)
            break;
    

【问题讨论】：

opencv 文档中的本教程描述了几种图像扫描方法，并提供了有关最快方法的信息。 docs.opencv.org/doc/tutorials/core/how_to_scan_images/…

【参考方案1】：

您的扫描循环不正确。您应该只获得指向行的指针每行一次。 由于像素是 3 字节的量，因此最容易将它们视为 Vec3b。

你应该有类似的东西

    uchar r, g, b;
    for (int i = 0; i < img.rows; ++i)
    
        cv::Vec3b* pixel = img.ptr<cv::Vec3b>(i); // point to first pixel in row
        for (int j = 0; j < img.cols; ++j)
        
            r = pixel[j][2];
            g = pixel[j][1];
            b = pixel[j][0];
        
    

或

    uchar r, g, b;
    for (int i = 0; i < img.rows; ++i)
    
        uchar* pixel = img.ptr<uchar>(i);  // point to first color in row
        for (int j = 0; j < img.cols; ++j)
        
            b = *pixel++;
            g = *pixel++;
            r = *pixel++;
        
    

---

注意

Mat::at() 用于按顺序访问像素是很常见的，例如：

    // DON'T DO THIS!
    uchar r, g, b;
    for (int i = 0; i < img.rows; ++i)
    
        for (int j = 0; j < img.cols; ++j)
        
            cv::Vec3b pixel = img.at<cv::Vec3b>(i, j); 
            r = pixel[2];
            g = pixel[1];
            b = pixel[0];
        
    

但是这样的使用是不合适的。 对于每个像素访问，at() 需要通过将行号和行长度相乘来计算索引 - 在整个图像上，计算可能会导致处理时间比上面的代码慢得多（其中ptr() 进行等效计算每行一次。 此外，在调试模式下，at() 有一个断言再次使它变慢。

如果您确定行之间没有填充，则可以通过消除对ptr() 的调用来加快速度。在这种情况下，上面第二个循环中的像素指针将在每行结束后指向下一行的开头。但是，如果您的 Mat 是其他 Mat 的某个感兴趣区域，那么这将不起作用。

另一方面，如果您以随机方式访问像素，而不是像上面那样按顺序扫描，那么at() 非常合适。

【讨论】：

有什么理由不使用Mat::at() ？

@a-Jays 如果你使用at()，每个像素都会有一个row_number x row_length的乘积；在整个图像上，这可以使其比上述方案慢得多，即每行仅获得一次相同的命中。此外，在调试模式下，at() 有一个断言再次使它变慢。另一方面，如果您以随机方式访问像素，而不是像上面那样按顺序扫描，那么at() 是合适的。

太棒了！考虑将此注释添加到答案中。