opencv中的Mat、CvMat以及IplImage介绍以及三者之间的转换
来源:互联网 发布:怎么开放端口号 编辑:程序博客网 时间:2024/06/08 02:18
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,区别是:Mat类型侧重于计算,数学性较高,OpenCV对Mat类型的计算进行了优化;CvMat和IplImage类型更侧重于“图像”,opencv对其中的图像操作(缩放、单通道提取、图像阈值操作等)进行了优化。在opencv2.0之前,opencv是完全用C实现的,但是,IplImage类型与CvMat类型的关系类似于面向对象中的继承关系。实际上,CvMat之上还有一个更抽象的基类----CvArr,这在源代码中会常见。
1. opencv文档中明确声明,CvMat已经过时了(CvMat is now obsolete, consider using Mat instead)不建议用;
2. 派生关系:CvArr -> CvMat -> IplImage
3. Mat用的一套东西是imread,imshow等,有别于CvArr及其子类的cvLoadImage(),cvShowImage()...
一、Mat类型:矩阵类型,Matrix。
在openCV中,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。Mat有3个重要的方法:
1、Mat mat = imread(const String* filename); 读取图像
2、imshow(const string frameName, InputArray mat); 显示图像
3、imwrite (const string& filename, InputArray img); 储存图像
Mat类型较CvMat与IplImage类型来说,有更强的矩阵运算能力,支持常见的矩阵运算。在计算密集型的应用当中,将CvMat与IplImage类型转化为Mat类型将大大减少计算时间花费。
二、CvMat类型:图像类型
typedef struct CvMat{ int type; int step; /* for internal use only */ int* refcount; int hdr_refcount; union { uchar* ptr; short* s; int* i; float* fl; double* db; } data;#ifdef __cplusplus union { int rows; int height; }; union { int cols; int width; };#else int rows; int cols;#endif}CvMat;
type可以是任意的预定义数据类型,比如RGB或者别的多通道数据。这样便可以在一个CvMat矩阵上表示丰富多彩的图像了。
三、IplImage:图像类型
在类型关系上,我们可以说IplImage类型继承自CvMat类型,当然还包括其他的变量将之解析成图像数据,其定义如下:
typedef struct _IplImage { int nSize; /* IplImage大小 */ int ID; /* 版本 (=0)*/ int nChannels; /* 大多数OPENCV函数支持1,2,3 或 4 个通道 */ int alphaChannel; /* 被OpenCV忽略 */ int depth; /* 像素的位深度: IPL_DEPTH_8U, IPL_DEPTH_8S, IPL_DEPTH_16U, IPL_DEPTH_16S, IPL_DEPTH_32S, IPL_DEPTH_32F and IPL_DEPTH_64F 可支持 */ char colorModel[4]; /* 被OpenCV忽略 */ char channelSeq[4]; /* 同上 */ 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 */ int origin; /* 0 - 顶—左结构, 1 - 底—左结构 (Windows bitmaps 风格) */ int align; /* 图像行排列 (4 or 8). OpenCV 忽略它,使用 widthStep 代替 */ int width; /* 图像宽像素数 */ int height; /* 图像高像素数*/ struct _IplROI *roi;/* 图像感兴趣区域. 当该值非空只对该区域进行处理 */ struct _IplImage *maskROI; /* 在 OpenCV中必须置NULL */ void *imageId; /* 同上*/ struct _IplTileInfo *tileInfo; /*同上*/ 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*/ char *imageData; /* 指向排列的图像数据 */ int widthStep; /* 排列的图像行大小,以字节为单位 */ int BorderMode[4]; /* 边际结束模式, 被OpenCV忽略 */ int BorderConst[4]; /* 同上 */ 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 */ } IplImage;dataOrder中的两个取值:交叉存取颜色通道是颜色数据排列将会是BGRBGR...的交错排列。分开的颜色通道是有几个颜色通道就分几个颜色平面存储。roi是IplROI结构体,该结构体包含了xOffset,yOffset,height,width,coi成员变量,其中xOffset,yOffset是x,y坐标,coi代表channel of interest(感兴趣的通道),非0的时候才有效。访问图像中的数据元素,分间接存储和直接存储,当图像元素为浮点型时,(uchar *) 改为 (float *):
补充:IplImage由CvMat派生,而CvMat由CvArr派生即CvArr -> CvMat -> IplImage
CvArr用作函数的参数,无论传入的是CvMat或IplImage,内部都是按CvMat处理。
CvMat和IplImage创建时的小区别:
1、建立矩阵时,第一个参数为行数,第二个参数为列数。
CvMat* cvCreateMat( int rows, int cols, int type );
2、建立图像时,CvSize第一个参数为宽度,即列数;第二个参数为高度,即行数。这 个和CvMat矩阵正好相反。
IplImage* cvCreateImage(CvSize size, int depth, int channels );
CvSize cvSize( int width, int height );
另外,IplImage内部buffer每行是按4字节对齐的,CvMat没有这个限制
四、相互转换
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"#include <iostream>using namespace std;using namespace cv;int main(){IplImage* srcImg = cvLoadImage("F:\\IM_VIDEO\\kobe.jpg");Mat m = cvarrToMat(srcImg, true);namedWindow("kobe image", CV_WINDOW_AUTOSIZE);imshow("kobe image", m);waitKey(0);return 0;}运行结果:
4.2 Mat -> IplImage:
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"#include <iostream>using namespace std;using namespace cv;int main(){Mat m = imread("F:\\IM_VIDEO\\kobe.jpg");IplImage* transIplimage = cvCloneImage(&(IplImage)m);cvShowImage("kobe image", transIplimage);waitKey(0);cvReleaseImage(&transIplimage);return 0;}运行结果跟上面相同。
五、像素获取方法
5.1 Mat方法的像素获取方式可以参见:http://blog.csdn.net/piaoxuezhong/article/details/54236227
5.2 IplImage方法的像素获取
直接访问:
对我们来说比较重要的两个元素是:char *imageData以及widthStep。imageData存放图像像素数据,而widStep类似CvMat中的step,表示以字节为单位的行数据长度。
一个m*n的单通道字节型图像,其imageData排列如下:
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"#include <iostream>using namespace std;using namespace cv;int main(){IplImage* img = cvCreateImage(cvSize(640, 480), IPL_DEPTH_8U, 1);uchar* tmp = new uchar[img->width*img->height*img->nChannels];for (int i = 0; i < img->height; i++){for (int j = 0; j < img->width; j++){*tmp = ((uchar *)(img->imageData + i*img->widthStep))[j];}}cout << "第1行第1列的图像灰度值: " << (float)tmp[0]<< endl;cvShowImage("kobe image", img);waitKey(0);cvReleaseImage(&img);return 0;}
指针获取方式:
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"#include <iostream>using namespace std;using namespace cv;int main(){IplImage* img = cvCreateImage(cvSize(640, 480), IPL_DEPTH_8U, 1);//uchar* tmp = new uchar[img->width*img->height*img->nChannels];uchar* data = (uchar *)img->imageData;int step = img->widthStep / sizeof(uchar);uchar* tmp = data;for (int i = 0; i < img->height; i++){for (int j = 0; j < img->width; j++){*tmp = data[i*step + j];}}cout << "第1行第1列的图像灰度值: " << (float)tmp[0] << endl;cvShowImage("kobe image", img);waitKey(0);cvReleaseImage(&img);return 0;}多通道(三通道)字节图像中,imageData排列如下:
参考:
- http://blog.csdn.net/wuxiaoyao12/article/details/7305848
- http://blog.csdn.net/abcjennifer/article/details/17640195
- http://www.cnblogs.com/zcftech/archive/2013/04/10/3013027.html
- http://www.cnblogs.com/Key-Ky/p/4150531.html
- http://www.cnblogs.com/yebo92/p/5621583.html
- http://blog.csdn.net/xiaowei_cqu/article/details/7557063
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