Opencv 例程讲解8 ----如何实现Mat以及自定义类型的读写操作

来源：互联网发布：178数据库7.0 编辑：程序博客网时间：2024/06/04 00:45

今天学习一下Opencv中一个用处很广泛的功能，xml/yml 格式文件的输入和输出，这在特征，算法参数等数据类型的保存和载入中肯定需要用到，掌握opencv中文件的输入输出类，会使这一个过程十分简单愉快。当然文件的输入输出功能用处很广，有待大家去挖掘。对应的例程是 (TUTORIAL) file_input_output

先来看下程序的运行结果，这里我们设置的xml输出路径为 f:\image_set\test.xml

可以看出，例程先将数据写入到文件中，然后再从文件中读出数据，并打印出来。下面具体看下是怎么操作的。

    { //write        Mat R = Mat_<uchar>::eye(3, 3),            T = Mat_<double>::zeros(3, 1);        MyData m(1);        FileStorage fs(filename, FileStorage::WRITE);   // 构造一个 FileStorage对象，只提供写操作        fs << "iterationNr" << 100;                               fs << "strings" << "[";                              // text - string sequence    // 用 [ ] 作为字符串的输入开始和结束标记        fs << "image1.jpg" << "Awesomeness" << "baboon.jpg";        fs << "]";                                           // close sequence        fs << "Mapping";                              // text - mapping                     // 用 { }作为map 索引的输入开始和结束标记        fs << "{" << "One" << 1;        fs <<        "Two" << 2 << "}";        fs << "R" << R;                                      // cv::Mat                         // 输出Mat，“R”作为Mat的名称        fs << "T" << T;        fs << "MyData" << m;                                // your own data structures    // 输出自定义类型 , 需要自己编写函数重载        fs.release();                                       // explicit close                                // 写完后，要释放文件资源        cout << "Write Done." << endl;    }

Opencv中用一个类 FileStorage 提供文件输入输出的方法，下面是例程中用到的构造函数原型

    //! the full constructor that opens file storage for reading or writing    CV_WRAP FileStorage(const string& source, int flags, const string& encoding=string());

可以看出，利用这个构造函数，需要提供两个参数

1. 文件路径，类型为string

2. flag参数，用来决定对象的存储模式，包括一下几种模式

    //! file storage mode    enum    {        READ=0, //! read mode        WRITE=1, //! write mode        APPEND=2, //! append mode        MEMORY=4,        FORMAT_MASK=(7<<3),        FORMAT_AUTO=0,        FORMAT_XML=(1<<3),        FORMAT_YAML=(2<<3)    };

打开xml，可以看到写入文件的数据，如下图所示

<?xml version="1.0"?><opencv_storage><iterationNr>100</iterationNr><strings>  image1.jpg Awesomeness baboon.jpg</strings><Mapping>  <One>1</One>  <Two>2</Two></Mapping><R type_id="opencv-matrix">  <rows>3</rows>  <cols>3</cols>  <dt>u</dt>  <data>    1 0 0 0 1 0 0 0 1</data></R><T type_id="opencv-matrix">  <rows>3</rows>  <cols>1</cols>  <dt>d</dt>  <data>    0. 0. 0.</data></T><MyData>  <A>97</A>  <X>3.1415926535897931e+000</X>  <id>mydata1234</id></MyData></opencv_storage>

我们在回头看下如何利用FileStorage 读写自定义类型，源码如下

class MyData{public:    MyData() : A(0), X(0), id()    {}    explicit MyData(int) : A(97), X(CV_PI), id("mydata1234") // explicit to avoid implicit conversion    {}    void write(FileStorage& fs) const                        //Write serialization for this class    {        fs << "{" << "A" << A << "X" << X << "id" << id << "}";    }    void read(const FileNode& node)                          //Read serialization for this class    {        A = (int)node["A"];        X = (double)node["X"];        id = (string)node["id"];    }public:   // Data Members    int A;    double X;    string id;};//These write and read functions must be defined for the serialization in FileStorage to workstatic void write(FileStorage& fs, const std::string&, const MyData& x){    x.write(fs);}static void read(const FileNode& node, MyData& x, const MyData& default_value = MyData()){    if(node.empty())        x = default_value;    else        x.read(node);}// This function will print our custom class to the consolestatic ostream& operator<<(ostream& out, const MyData& m){    out << "{ id = " << m.id << ", ";    out << "X = " << m.X << ", ";    out << "A = " << m.A << "}";    return out;}

可以看出，这是一个简单的类型，包括int，double和string类型的三个成员变量，在自定义类型中定义了read 和write的方法，值得注意的是这里另外定义了3个静态函数，write，read 以及<<操作，它们是起桥梁作用的，提供一个接口，可以将fs类的<<操作转换成各种类型各自的write和read方法。看FileStorage中定义的<<操作会根据清楚

template<typename _Tp> static inline FileStorage& operator << (FileStorage& fs, const _Tp& value){    if( !fs.isOpened() )        return fs;    if( fs.state == FileStorage::NAME_EXPECTED + FileStorage::INSIDE_MAP )        CV_Error( CV_StsError, "No element name has been given" );    write( fs, fs.elname, value );    if( fs.state & FileStorage::INSIDE_MAP )        fs.state = FileStorage::NAME_EXPECTED + FileStorage::INSIDE_MAP;    return fs;}

这是一个模板函数，通过一个重载函数write实现不同类型的写操作，而这个write函数只是提供一个接口，具体的文件写入操作，在各种类型中有分别的实现。同理，FileStorage 的read也是利用类似的技巧实现的。这样做的目的也是为了提供代码的重载性和扩展性，这样FileStorage就可以为任意的自定义类型提供接口，实现在各自的类型中实现，但用户新添加一种类型时，不需要改动FileStorage中的任何代码，这是个很高明的技巧。

下面看下FileStorage 的read操作

    {//read        cout << endl << "Reading: " << endl;        FileStorage fs;        fs.open(filename, FileStorage::READ);  构造一个FileStorage，只提供读操作        int itNr;        //fs["iterationNr"] >> itNr;        itNr = (int) fs["iterationNr"];              //利用[ ]查找iterationNr的值        cout << itNr;        if (!fs.isOpened())        {            cerr << "Failed to open " << filename << endl;            help(av);            return 1;        }        FileNode n = fs["strings"];                         // Read string sequence - Get node  // 寻找名为 strings的节点        if (n.type() != FileNode::SEQ)                                                                               // 判断节点的值类型  FileNode::SEQ代表字符串类型        {            cerr << "strings is not a sequence! FAIL" << endl;            return 1;        }        FileNodeIterator it = n.begin(), it_end = n.end(); // Go through the node     // 遍历节点，输出所有字符串，迭代的风格        for (; it != it_end; ++it)            cout << (string)*it << endl;        n = fs["Mapping"];                                // Read mappings from a sequence        cout << "Two  " << (int)(n["Two"]) << "; ";                                                     // 查找"Two"的值        cout << "One  " << (int)(n["One"]) << endl << endl;        MyData m;        Mat R, T;        fs["R"] >> R;                                      // Read cv::Mat   // 查找到“R”的Mat，并读入到 R中        fs["T"] >> T;        fs["MyData"] >> m;                                 // Read your own structure_    自定义类型的读取        cout << endl            << "R = " << R << endl;        cout << "T = " << T << endl << endl;        cout << "MyData = " << endl << m << endl << endl;        //Show default behavior for non existing nodes        cout << "Attempt to read NonExisting (should initialize the data structure with its default).";        fs["NonExisting"] >> m;        cout << endl << "NonExisting = " << endl << m << endl;    }

读入的操作和写入很类似，FileStorage提供[ ]下标直接查找某个名字的数据或者节点，FileStorage::SEQ类型的节点，可以通过迭代进行字符串的遍历。

同样的，自定义类型的读入操作需要自己定义。

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