opencv的基本數據結構（二）（轉）

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OpenCV中強大的Mat類型大家已經比較熟悉了。這里梳理一些在工程中其他經常用到的幾種基本數據類型。包括：

•          Vec
•          Scalar
•          Point
•          Size
•          Rect
•          RotatedRect

1. Vec類

1.1 基本概念

         Vec是一個模板類，主要用於存儲數值向量。

1.2 用法

（1）可用它來定義任意類型的向量

Vec<double, 8> myVector; // 定義一個存放8個double型變量的向量  

（2）使用[ ]訪問Vec向量成員  

myVector[0]=0;  

 （3）可使用以下預定義的類型

typedef Vec<uchar, 2> Vec2b;  
typedef Vec<uchar, 3> Vec3b;  
typedef Vec<uchar, 4> Vec4b;  
typedef Vec<short, 2> Vec2s;  
typedef Vec<short, 3> Vec3s;  
typedef Vec<short, 4> Vec4s;  
typedef Vec<int, 2> Vec2i;  
typedef Vec<int, 3> Vec3i;  
typedef Vec<int, 4> Vec4i;  
typedef Vec<float, 2> Vec2f;  
typedef Vec<float, 3> Vec3f;  
typedef Vec<float, 4> Vec4f;  
typedef Vec<float, 6> Vec6f;  
typedef Vec<double, 2> Vec2d;  
typedef Vec<double, 3> Vec3d;  
typedef Vec<double, 4> Vec4d;  
typedef Vec<double, 6> Vec6d;  
//可以直接運用
Vec3b mychar;
mychar[2]='cat';
Vec6d mydata;
for(int i=0; i<mydata.rows;i++)  
       mydata[i] = 20.3+18*i;  
cout<<"mydata="<<mydata<<endl;

（4）Vec支持的運算如下：

v1 = v2 + v3  
v1 = v2 - v3  
v1 = v2 * scale  
v1 = scale * v2  
v1 = -v2  
v1 += v2  
v1 == v2, v1 != v2  
norm(v1) (euclidean norm)//歐幾里得范數
//求mydata的歐幾里得范數
norm(mydata);

1.3 示例代碼

（1）向量定義與元素的訪問

// Vec  
     cv::Vec<double, 8>  myVector;  
     for(int i=0; i<myVector.rows;i++)  
          myVector[i] = i;  
     cout<<"myVector= "<<myVector<<endl;  
     cout<<"myVector[0]= "<<myVector[0]<<endl;  
     cout<<"myVector[3]= "<<myVector[3]<<endl;  

（2）基本運算

cv::Vec<int, 6> v1,v2,v3;  
        for(int i=0; i<v2.rows;i++){ //v2.rows返回向量v2的行數  
                    v2[i] = i;  
                    v3[i] = i+1;  
             }  
         
        v1 = v2 + v3;  
        cout<<"v2       = "<<v2<<endl;  
        cout<<"v3       = "<<v3<<endl;  
        cout<<"v1=v2+v3= "<<v1<<endl;  
        cout<<"v1=v2*2  = "<<v2*2<<endl;  
        cout<<"v1=-v2   = "<<-v2<<endl;  
        cout<<"v1==v2   = "<<(v1==v2)<<endl;  
        cout<<"v1!=v2   = "<<(v1!=v2)<<endl;  
        cout<<"norm(v2)= "<<norm(v2)<<endl; 

2. Scalar類

2.1 基本概念

Scalar是一個從Vec類引出的模板類，是一個可存放4個元素的向量，廣泛用於傳遞和讀取圖像中的像素值。

2.2 用法

可使用[]訪問Scalar值。或使用如下方式定義BGR三個通道的值。

cv:: Scalar( B, G, R ) 

2.3 示例代碼

（1）cv::Scalar結構

cv::Scalar myScalar;  
    myScalar = cv::Scalar(0,255,0);  
    cout<<"myScalar = "<<myScalar<<endl;  
    system("pause");  

（2）讀取彩色圖像像素值

彩色圖像的每個像素對應三個部分：RGB三個通道。因此包含彩色圖像的cv::Mat類會返回一個向量，向量中包含三個8位的數值。OpenCV為這樣的短向量定義了一種類型，即我們上述的cv::Vec3b。這個向量包含三個無符號字符(unsigned character)類型的數據。

OpenCV存儲通道次序為：藍色、綠色、紅色即BGR。
因此，訪問彩色像素中元素的方法如下：

cv::Mat pImg = cv::imread("1.jpg",1);  
    if(!pImg.data)  
        return 0;  
    int x = 100, y = 100;  
    cv::Scalar pixel=pImg.at<Vec3b>(x,y);  
    cout<<"B chanel of pixel is = "<<pixel.val[0]<<endl;  
    cout<<"G chanel of pixel is = "<<pixel.val[1]<<endl;  
    cout<<"R chanel of pixel is = "<<pixel.val[2]<<endl;  
    system("pause");  

3. Point類

3.1 基本概念 

常用於表示2維坐標(x,y)。

3.2 用法

（1）圖像坐標

對圖像而言，我們可以這樣定義：

cv::Point pt;  
pt.x = 10;  
pt.y = 8;  

或者：

Point pt = Point(10,8);
Point pt(10,8);

（2）或使用如下預定義：

typedef Point_<int> Point2i;  
typedef Point2i Point; //上面使用Point
typedef Point_<float> Point2f;  
typedef Point_<double> Point2d;  

可見Point_<int>、Point2i、Point互相等價，Point_<float>和Point2f互相等價，Point_<double>和Point2d互相等價。

（3）基本運算

pt1 = pt2 + pt3;  
pt1 = pt2 - pt3;  
pt1 = pt2 * a;  
pt1 = a * pt2;  
pt1 += pt2;  
pt1 -= pt2;  
pt1 *= a;  
double value = norm(pt); // L2 norm  
pt1 == pt2;  
pt1 != pt2;  

3.3 示例代碼

（1）設置坐標點

// Point  
    Point pt;  
    pt.x = 300;  
    pt.y = 498;  
    //或者  
    //Point  pt (300,498);  
    Scalar pix = pImg.at<Vec3b>(pt);  
    cout<<"pix("<<pt.x<<","<<pt.y<<") = "<<pix<<endl;  

（2）各類運算

cv::Point pt1(10,20);  
    cv::Point pt2(2,3);  
    cout<<"pt1     = "<<pt1<<endl;  
    cout<<"pt2     = "<<pt2<<endl;  
    cout<<"pt1+pt2 = "<<pt1+pt2<<endl;  
    cout<<"pt1+=pt2= "<<(pt1+=pt2)<<endl;  
    cout<<"pt1-pt2 = "<<pt1-pt2<<endl;  
    cout<<"pt2*2   = "<<pt2*2<<endl;  

4. Size類

4.1 基本概念

模板類Size可表示一幅圖像或一個矩形的大小。它包含寬、高2個成員：width , height還有一個有用的面積函數area()。

4.2 用法

cv::Size size(int w, int h);  
//或者  
cv::Size size;  
size.width = w;  
size.height = h;  

4.3 示例代碼

// Size  
    cv::Size size1(6,3);  
    cv::Size size2;  
    size2.width = 4;  
    size2.height = 2;  
    cv::Mat mat1(size1,CV_8UC1,cv::Scalar(0));  
    cv::Mat mat2(size2,CV_8UC3,cv::Scalar(1,2,3));  
    cout<<"mat1 = "<<endl<<mat1<<endl;  
    cout<<endl<<"mat2 = "<<endl<<mat2<<endl;  
    system("pause");  

 

5. Rect類

5.1 基本概念

Rect是另一個用於定義2維矩形的模板類。它由兩個參數定義：

• 矩形左上角坐標: (x,y)
• 矩形的寬和高: width, height

Rect可以用來定義圖像的ROI區域。

5.2 用法

cv::Rect rect(x, y, width, height); 

5.3 示例代碼

// Rect  
    cv::Mat pImg = imread("Lena.jpg",1);  
    cv::Rect  rect(180,200,200,200);//(x,y)=(180,200),w=200,height=200  
    cv::Mat  roi = cv::Mat(pImg, rect);  
    cv::Mat  pImgRect = pImg.clone();  
    cv::rectangle(pImgRect,rect,cv::Scalar(0,255,0),2);  
    cv::imshow("original image with rectangle",pImgRect);  
    cv::imshow("roi",roi);  
    cv::waitKey();  

6. RotatedRect類

6.1 基本概念

最后一個基本數據類是一種特殊的矩形稱為RotatedRect。這個類通過中心點，寬度和高度和旋轉角度來表示一個旋轉的矩形。

6.2 用法

旋轉矩形類的構造函數：

RotatedRect(const Point2f& center, const Size2f& size, float angle);  

參數：

• center：中心點坐標Point2f類型
• size：矩形的寬度和高度，Size2f類型
• angle：順時針方向的旋轉角度（單位°），float類型

6.3 示例代碼

cv::Point2f center(100, 100); cv::Size2f size(100, 50); float bn = 10; float angle[3]; for (int i = 0; i < 3; i++) angle[i] = bn+i*20;//angle=10,30,50 for (int i = 0; i < 3; i++) { RotatedRect rRect(center, size, angle[i]); cv::Mat image(200, 200, CV_8UC3, cv::Scalar(0)); Point2f vertices[4]; rRect.points(vertices); for (int i = 0; i < 4; i++) line(image, vertices[i], vertices[(i + 1) % 4], Scalar(0, 255, 0)); Rect brect = rRect.boundingRect(); rectangle(image, brect, Scalar(255, 0, 0)); ostringstream oss; oss << "rectangles" << i << endl; imshow(oss.str(), image); } waitKey(0); //system("pause")亦可