OpenCV中IplImage, CvMat, Mat 基本使用和元素遍历

   

   opencv中常见的与图像操作有关的数据容器有Mat，cvMat和IplImage，这三种类型都可以代表和显示图像。在OpenCV的文档中说明Mat类型通过C++面向对象的方法实现的，可以进行Matlab风格的矩阵操作，IplImage类型和

CvMat类型用C语言实现的，两者之间存在着类似于面向对象中的继承关系。

• IplImage

   一、先上OpenCV中的图像信息头，该结构体的定义如下：

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1. typedef struct _IplImage   
2. {   
3.     int nSize;    /* IplImage大小 */  
4.     int ID;    /* 版本 (=0)*/  
5.     int nChannels;  /* 大多数OPENCV函数支持1,2,3 或 4 个通道 */   
6.     int alphaChannel;  /* 被OpenCV忽略 */   
7.     int depth;   /* 像素的位深度: IPL_DEPTH_8U, IPL_DEPTH_8S, IPL_DEPTH_16U,  
8.                 IPL_DEPTH_16S, IPL_DEPTH_32S, IPL_DEPTH_32F and IPL_DEPTH_64F 可支持 */   
9.       
10.     char colorModel[4]; /* 被OpenCV忽略 */   
11.     char channelSeq[4]; /* 被OpenCV忽略 */   
12.     int dataOrder;      /* 0 - 交叉存取颜色通道, 1 - 分开的颜色通道. cvCreateImage只能创建交叉存取图像 */   
13.     int origin;     /* 0 - 顶—左结构,1 - 底—左结构 (Windows bitmaps 风格) */   
14.     int align;     /* 图像行排列 (4 or 8). OpenCV 忽略它，使用 widthStep 代替 */   
15.       
16.     int width;     /* 图像宽像素数 */   
17.     int height;    /* 图像高像素数*/   
18.       
19.     struct _IplROI *roi;  /* 图像感兴趣区域. 当该值非空只对该区域进行处理 */   
20.     struct _IplImage *maskROI; /* 在 OpenCV中必须置NULL */   
21.     void *imageId;  /* 同上*/   
22.     struct _IplTileInfo *tileInfo;  /*同上*/   
23.       
24.     int imageSize;    /* 图像数据大小(在交叉存取格式下imageSize=image->height*image->widthStep），单位字节*/   
25.     char *imageData;    /* 指向排列的图像数据 */   
26.     int widthStep;     /* 排列的图像行大小，以字节为单位 */   
27.     int BorderMode[4];     /* 边际结束模式, 被OpenCV忽略 */   
28.     int BorderConst[4];    /* 同上 */   
29.       
30.     char *imageDataOrigin;    /* 指针指向一个不同的图像数据结构（不是必须排列的），是为了纠正图像内存分配准备的 */   
31. } IplImage;  

   

 特别说明：

   （1）dataOrder这个可以取两个不同的值（0/1）,其中交叉存取颜色通道：指颜色数据排列会是BGRBGR....

分开颜色通道：几个颜色通道就分几个颜色平面存储。

   （2）roi代表感兴趣区域，是IplROI结构体，包含了xOffset,yOffset,height,width,coi成员变量，分别代表感情兴趣区域的x坐标,y坐标，高，宽。

   二、访问IplImage中的数据元素

   在访问时，分为间接访问和直接访问，同时当存储的数据元素为浮点型时，将(uchar*)改变为(float*)

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1. /*间接存取*/  
2. IplImage* img=cvLoadImage("lena.jpg", 1);  
3. CvScalar s;       /*sizeof(s) == img->nChannels*/  
4. s=cvGet2D(img,i,j);  /*get the (i,j) pixel value*/  
5. cvSet2D(img,i,j,s);   /*set the (i,j) pixel value*/  
6.   
7. /*宏操作*/  
8. IplImage* img; //malloc memory by cvLoadImage or cvCreateImage  
9. for(int row = 0; row <　img->height; row++)  
10. {  
11.     for (int col = 0; col < img->width; col++)  
12.     {  
13.         b = CV_IMAGE_ELEM(img, UCHAR, row, col * img->nChannels + 0);   
14.         g = CV_IMAGE_ELEM(img, UCHAR, row, col * img->nChannels + 1);   
15.         r = CV_IMAGE_ELEM(img, UCHAR, row, col * img->nChannels + 2);  
16.     }  
17. }  
18.   
19. /*直接存取*/  
20. IplImage* img; //malloc memory by cvLoadImage or cvCreateImage  
21. uchar b, g, r; // 3 channels  
22. for(int row = 0; row <　img->height; row++)  
23. {  
24.     for (int col = 0; col < img->width; col++)  
25.     {  
26.         b = ((uchar *)(img->imageData + row * img->widthStep))[col * img->nChannels + 0];   
27.         g = ((uchar *)(img->imageData + row * img->widthStep))[col * img->nChannels + 1];   
28.         r = ((uchar *)(img->imageData + row * img->widthStep))[col * img->nChannels + 2];  
29.     }  
30. }  

• CvMat

   一、先上OpenCV中的图像信息头，该结构体的定义如下：

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1. typedef struct CvMat   
2. {   
3.     int type;           
4.     int step;          /*用字节表示行数据长度*/  
5.     int* refcount;     /*内部访问*/  
6.     union {  
7.         uchar*  ptr;  
8.         short*  s;  
9.         int*    i;  
10.         float*  fl;  
11.         double* db;  
12.     } data;    /*数据指针*/  
13.      union {  
14.         int rows;  
15.         int height;  
16.     };  
17.     union {  
18.         int cols;     
19.         int width;  
20.     };  
21. } CvMat; /*矩阵结构头*/  

   

   二、访问CvMat中的数据元素

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1. /*间接访问*/  
2. /*访问CV_32F1和CV_64FC1*/  
3. cvmSet( CvMat* mat, int row, int col, double value);  
4. cvmGet( const CvMat* mat, int row, int col );  
5.   
6. /*访问多通道或者其他数据类型: scalar的大小为图像的通道值*/  
7. CvScalar cvGet2D(const CvArr * arr, int idx0, int idx1); //CvArr只作为函数的形参void cvSet2D(CvArr* arr, int idx0, int idx1, CvScalar value);  
8.   
9.   
10. /*直接访问: 取决于数组的数据类型*/  
11. /*CV_32FC1*/  
12. CvMat * cvmat = cvCreateMat(4, 4, CV_32FC1);  
13. cvmat->data.fl[row * cvmat->cols + col] = (float)3.0;  
14.   
15. /*CV_64FC1*/  
16. CvMat * cvmat = cvCreateMat(4, 4, CV_64FC1);  
17. cvmat->data.db[row * cvmat->cols + col] = 3.0;  
18.   
19. /*一般对于单通道*/  
20. CvMat * cvmat = cvCreateMat(4, 4, CV_64FC1);  
21. CV_MAT_ELEM(*cvmat, double, row, col) = 3.0; /*double是根据数组的数据类型传入,这个宏不能处理多通道*/  
22.   
23. /*一般对于多通道*/  
24. if (CV_MAT_DEPTH(cvmat->type) == CV_32F)  
25.     CV_MAT_ELEM_CN(*cvmat, float, row, col * CV_MAT_CN(cvmat->type) + ch) = (float)3.0; // ch为通道值  
26. if (CV_MAT_DEPTH(cvmat->type) == CV_64F)  
27.     CV_MAT_ELEM_CN(*cvmat, double, row, col * CV_MAT_CN(cvmat->type) + ch) = 3.0; // ch为通道值  
28.   
29.   
30. /*多通道数组*/  
31. /*3通道*/  
32. for (int row = 0; row < cvmat->rows; row++)  
33. {      
34.     p = cvmat ->data.fl + row * (cvmat->step / 4);  
35.     for (int col = 0; col < cvmat->cols; col++)     
36.     {         
37.          *p = (float) row + col;         
38.          *(p+1) = (float)row + col + 1;         
39.          *(p+2) = (float)row + col + 2;         
40.          p += 3;      
41.     }  
42. }  
43. /*2通道*/  
44. CvMat * vector = cvCreateMat(1,3, CV_32SC2);CV_MAT_ELEM(*vector, CvPoint, 0, 0) = cvPoint(100,100);  
45. /*4通道*/  
46. CvMat * vector = cvCreateMat(1,3, CV_64FC4);CV_MAT_ELEM(*vector, CvScalar, 0, 0) = CvScalar(0, 0, 0, 0);  

• Mat

   Mat是opencv2.0推出的处理图像的新的数据结构，现在越来越有趋势取代之前的cvMat和lplImage，相比之下Mat最大的好处就是能够更加方便的进行内存管理，不再需要程序员手动管理内存的释放。opencv2.3中提到Mat是一个多维的密集数据数组，可以用来处理向量和矩阵、图像、直方图等等常见的多维数据。

  一、先上OpenCV中的图像信息头，该类的定义如下：

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1. class CV_EXPORTS Mat  
2. {  
3.    
4. public：  
5.    
6. /*..很多方法..*/  
7. /*............*/  
8.    
9. int flags;（Note ：目前还不知道flags做什么用的）  
10. int dims;  /*数据的维数*/  
11. int rows,cols; /*行和列的数量;数组超过2维时为(-1，-1)*/  
12. uchar *data;   /*指向数据*/  
13. int * refcount;   /*指针的引用计数器; 阵列指向用户分配的数据时，指针为 NULL 
14.  
15.   
16. /* 其他成员 */   
17. ...  
18.    
19. };  

   

   二、访问Mat中的数据元素

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1. /*对某行进行访问*/  
2. Mat M;  
3. M.row(3) = M.row(3) + M.row(5) * 3; /*第5行扩大三倍加到第3行*/  
4.   
5. /*对某列进行复制操作*/  
6. Mat M1 = M.col(1);  
7. M.col(7).copyTo(M1); /*第7列复制给第1列*/  
8.   
9. /*对某个元素的访问*/  
10. Mat M;  
11. M.at<double>(i,j); /*double*/  
12. M.at(uchar)(i,j);  /*CV_8UC1*/  
13. Vec3i bgr1 = M.at(Vec3b)(i,j) /*CV_8UC3*/  
14. Vec3s bgr2 = M.at(Vec3s)(i,j) /*CV_8SC3*/  
15. Vec3w bgr3 = M.at(Vec3w)(i,j) /*CV_16UC3*/  
16.   
17. /*遍历整个二维数组*/  
18. double sum = 0.0f;  
19. for(int row = 0; row < M.rows; row++)  
20. {      
21.     const double * Mi = M.ptr<double>(row);   
22.     for (int col = 0; col < M.cols; col++)        
23.         sum += std::max(Mi[j], 0.);  
24. }  
25.   
26. /*STL iterator*/  
27. double sum=0;  
28. MatConstIterator<double> it = M.begin<double>(), it_end = M.end<double>();  
29. for(; it != it_end; ++it)      
30. sum += std::max(*it, 0.);