OpenCV图像、矩阵、数组

一、结构

IplImage
  |-- int  nChannels;     // Number of color channels (1,2,3,4)
  |-- int  depth;         // Pixel depth in bits:
  |                       //   IPL_DEPTH_8U, IPL_DEPTH_8S,
  |                       //   IPL_DEPTH_16U,IPL_DEPTH_16S,
  |                       //   IPL_DEPTH_32S,IPL_DEPTH_32F,
  |                       //   IPL_DEPTH_64F
  |-- int  width;         // image width in pixels
  |-- int  height;        // image height in pixels
  |-- char* imageData;    // pointer to aligned image data
  |                       // Note that color images are stored in BGR order 这就是传说中的数据矩阵
  |-- int  dataOrder;     // 0 - interleaved color channels,
  |                       // 1 - separate color channels
  |                       // cvCreateImage can only create interleaved images
  |-- int  origin;        // 0 - top-left origin,
  |                       // 1 - bottom-left origin (Windows bitmaps style)
  |-- int  widthStep;     // size of aligned image row in bytes
  |-- int  imageSize;     // image data size in bytes = height*widthStep
  |-- struct _IplROI *roi;// image ROI. when not NULL specifies image
  |                       // region  to be processed.
  |-- char *imageDataOrigin; // pointer to the unaligned origin of image data
  |                          // (needed for correct image deallocation)
  |
  |-- int  align;         // Alignment of image rows: 4 or 8 byte alignment
  |                       // OpenCV ignores this and uses widthStep instead
  |-- char colorModel[4]; // Color model - ignored by OpenCV

 

矩阵：

CvMat                      // 2维矩阵
  |-- int   type;          // 元素类型(uchar,short,int,float,double)
  |-- int   step;          // 一行所占字节长度
  |-- int   rows, cols;    // 尺寸大小
  |-- int   height, width; // 备用尺寸参照
  |-- union data;
     |-- uchar*  ptr;     // 针对unsigned char矩阵的数据指针
      |-- short*  s;       // 针对short矩阵的数据指针
      |-- int*    i;       // 针对integer矩阵的数据指针
      |-- float*  fl;      // 针对float矩阵的数据指针
      |-- double* db;      // 针对double矩阵的数据指针


CvMatND                    // N-维矩阵
  |-- int   type;          // 元素类型(uchar,short,int,float,double)
  |-- int   dims;          // 数组维数
  |-- union data;
  |   |-- uchar*  ptr;     // 针对unsigned char矩阵的数据指针
  |   |-- short*  s;       // 针对short矩阵的数据指针
  |   |-- int*    i;       // 针对integer矩阵的数据指针
  |   |-- float*  fl;      // 针对float矩阵的数据指针
  |   |-- double* db;      // 针对double矩阵的数据指针
  |
  |-- struct dim[];        // 每个维的信息
      |-- size;            // 该维内元素个数
      |-- step;            // 该维内元素之间偏移量

 

通用数组:

CvArr*     // 仅作为函数参数，说明函数接受多种类型的数组，例如：           //    IplImage*, CvMat* 或者 CvSeq*.            // 只需通过分析数组头部的前4字节便可确定数组类型

二、修改单个像素：

1.3通道时：CV_IMAGE_ELEM(image, unsigned char, i, j*3+k) = gray_val;            //0<=k<3

2.单通道时：CV_IMAGE_ELEM(image, unsigned char, i, j) = gray_val;

3.通用方法：CvScalar s;
                 s=cvGet2D(img,i,j); // get the (i,j) pixel value

                 s.val[0]=111;         //单通道就只有这个有效
                 s.val[1]=111;
                 s.val[2]=111;
                 cvSet2D(img,i,j,s);//set the (i,j) pixel value

 

三、图像到矩阵

方式一、cvGetMat方式：
CvMat mathdr, *mat = cvGetMat( img, &mathdr );
mathdr只是根据img生成一个矩阵头，而其数据指向img的数据。

但只是把原来图像img头变成了CvMat头，数据体部分并没有复制，所以如果此时Release了img，则再访问mat就会出现错误。

方式二、cvConvert方式：
CvMat *mat = cvCreateMat( img->height, img->width, CV_64FC3 );
cvConvert( img, mat );
// #define cvConvert( src, dst )  cvConvertScale( (src), (dst), 1, 0 )

 

四、从一幅图像中截出一小块，把它转成一维向量

 cvSetImageROI(srcImg,blockRect);//blockRect为CvRect类型
 cvCopy(srcImg,block);//srcImg为IplImage类型，block为CvMat类型
 cvResetImageROI(srcImg);
 CvMat vecHead,*vec;
 vec=cvReshape( block, &vecHead, 0, 1 );//vec是得到的一维向量

说明：

1 同样大小的IplImage和CvMat,IplImage->widthStep不等于CvMat->step；
2 cvGetMat和cvReshape都只生成一个新的矩阵头，而数据都指向原来的地址，所以是两个矩阵共有一组数据，这一点在使用中要注意，原来的数据撤消是否会影响后生成的矩阵的使用。
3 cvGetMat得到的矩阵的step，等于原来IplImage的widthStep,再调用cvReshape时会出错。
4 cvReshape是按行形成向量，如果想按列形成向量，就先调用cvTranspose对矩阵进行转置,再调用cvReshape.
5 用cvCopy可以在IplImage和CvMat之间转换，比cvGetMat好，但其数据必须是同样的type和size.
6 如果是不同的type之间转换，可以用cvScale.

 

五、矩阵元素操作

一般的，对于1通道的数组：
CvMat* M = cvCreateMat( 4, 4, CV_64FC1 );
CV_MAT_ELEM( *M, double, row, col ) = 3.0;
注意double要根据数组的数据类型来传入。

 

对于两通道和四通道而言：
CvMat* vector = cvCreateMat( 1, 3, CV_32SC2 );
CV_MAT_ELEM( *vector, CvPoint, 0, 0 ) = cvPoint(100,100);

CvMat* vector = cvCreateMat( 1, 3, CV_64FC4 );
CV_MAT_ELEM( *vector, CvScalar, 0, 0 ) = cvScalar(0,0,0,0);

 

六、数组到矩阵

// 3 channels
CvMat mathdr, *mat;
double data[] = { 111, 112, 113, 121, 122, 123,
211, 212, 213, 221, 222, 223 };
CvMat* orig = &cvMat( 2, 2, CV_64FC3, data );
//(111,112,113) (121,122,123)
//(211,212,213) (221,222,223)