OpenCv學習筆記(三)---OpenCv中基本資料型別--Point,Size,Rect,Scalar,Vec3b類型別的詳細解釋及其OpenCv中原始碼的詳細分析
阿新 • • 發佈：2019-01-10
/********************************************************************************************* 程式功能: OpenCv的基本資料結構原始碼的解讀,我們常用的OpenCv的基本資料結構有六種: 1--Point類 2--Size類 3--Rect類 4--Scalar類 5--Vec3b--向量模板類 6--Range類 編寫環境: OpenCv2.4.8+VS2010 地點時間: 陝西師範大學 2016.4.23 作者資訊: 九月 **********************************************************************************************/ (一)OpenCv的基本資料型別簡述 OpenCv提供了多種基本的資料型別,雖然這些型別在C/C++中不是基本的資料型別,但是它們的結構都很簡單， 我們可以將它們視為原子型別.它們的原始碼所在的目錄如下所示(對於我來說,我的OpenCv裝在C盤): C:\Program Files\opencv\build\include\opencv2\core\core.hpp(C++版本) C:\Program Files\opencv\build\include\opencv2\core\core_c.h(C語言版本) (一)OpenCv中點的表示--------Point類原始碼分析 在這些資料型別中,最簡單的就是Point點類,Point類是一個包含兩個整形資料成員x和y的以及一些簡單成員 方法的類型別,和它有關的好幾個Point點類的變種如下所示: //【1】Point2f----二維單精度浮點型點類 //【2】Point2d----二維雙精度浮點型點類 //【3】Point3i----三維整形點類 ******************************************************************************************** 其原始碼如下所示: typedef Point_<int> Point2i; typedef Point2i Point; typedef Point_<float> Point2f; typedef Point_<double> Point2d; typedef Point3_<int> Point3i; typedef Point3_<float> Point3f; typedef Point3_<double> Point3d; /********************************************************************************************** template 2D point class. The class defines a point in 2D space. Data type of the point coordinates is specified as a template parameter. There are a few shorter aliases available for user convenience. See cv::Point, cv::Point2i, cv::Point2f and cv::Point2d. **********************************************************************************************/ /********************************************************************************************** *【1】二維空間中,點的類模板 *【2】這個類定義了一個二維空間中的點,這個點的座標可以被作為一個模板引數被指定. *【3】這個類也有一些比較短的別名可以方便使用者的使用,比如: * cv::Point, cv::Point2i, cv::Point2f and cv::Point2d * **********************************************************************************************/ //【1】這是一個典型的類模板 template<typename _Tp> class Point_ { public: typedef _Tp value_type; // various constructors //【1】各種建構函式 Point_(); Point_(_Tp _x, _Tp _y); Point_(const Point_& pt); Point_(const CvPoint& pt); Point_(const CvPoint2D32f& pt); Point_(const Size_<_Tp>& sz); Point_(const Vec<_Tp, 2>& v); Point_& operator = (const Point_& pt); //! conversion to another data type //【2】函式模板--轉換為另一種型別 template<typename _Tp2> operator Point_<_Tp2>() const; //! conversion to the old-style C structures //【3】轉換為舊式風格的C的結構體 operator CvPoint() const; operator CvPoint2D32f() const; operator Vec<_Tp, 2>() const; //! dot product //【4】點積運算 _Tp dot(const Point_& pt) const; //! dot product computed in double-precision arithmetics double ddot(const Point_& pt) const; //! cross-product //【5】向量積運算 double cross(const Point_& pt) const; //! checks whether the point is inside the specified rectangle //【6】判斷當前這個點是否在指定的矩形之內 bool inside(const Rect_<_Tp>& r) const; //【7】這是這個Point類模板最重要的兩個資訊------Point點的x和y座標 _Tp x, y; //< the point coordinates }; /********************************************************************************************** template 3D point class----------【1】三維空間的點類 【2】比如點類---Point3i，Point3f,Point3d The class defines a point in 3D space. Data type of the point coordinates is specified as a template parameter. see cv::Point3i, cv::Point3f and cv::Point3d **********************************************************************************************/ template<typename _Tp> class Point3_ { public: typedef _Tp value_type; // various constructors Point3_(); Point3_(_Tp _x, _Tp _y, _Tp _z); Point3_(const Point3_& pt); explicit Point3_(const Point_<_Tp>& pt); Point3_(const CvPoint3D32f& pt); Point3_(const Vec<_Tp, 3>& v); Point3_& operator = (const Point3_& pt); //! conversion to another data type template<typename _Tp2> operator Point3_<_Tp2>() const; //! conversion to the old-style CvPoint... operator CvPoint3D32f() const; //! conversion to cv::Vec<> operator Vec<_Tp, 3>() const; //! dot product _Tp dot(const Point3_& pt) const; //! dot product computed in double-precision arithmetics double ddot(const Point3_& pt) const; //! cross product of the 2 3D points Point3_ cross(const Point3_& pt) const; _Tp x, y, z; //< the point coordinates }; (二)OpenCv中尺寸的表示--------Size類原始碼分析 OpenCv中尺寸Size類與點Point類的表示十分類似,最主要的區別是,Size(尺寸)類的資料成員是width和 height,而Point類的資料成員是座標點 ******************************************************************************************** 其原始碼如下所示: typedef Size_<int> Size2i; typedef Size2i Size; typedef Size_<float> Size2f; /********************************************************************************************** The 2D size class The class represents the size of a 2D rectangle, image size, matrix size etc. Normally, cv::Size ~ cv::Size_<int> is used. **********************************************************************************************/ /********************************************************************************************** *【1】二維空間中,尺寸Size類的表示 *【2】這個類用於描述一個二維矩陣的大小，比如: * 1--影象的大小 * 2--矩陣的大小 *【3】我們同樣適用的尺寸Size類----是---cv::Size類 **********************************************************************************************/ template<typename _Tp> class Size_ { public: typedef _Tp value_type; //! various constructors //【1】-------------------------Size類(尺寸類)的各種建構函式----------------------------- //【1】預設建構函式 Size_(); //【2】指定寬和高的Size類的建構函式 Size_(_Tp _width, _Tp _height); Size_(const Size_& sz); Size_(const CvSize& sz); Size_(const CvSize2D32f& sz); Size_(const Point_<_Tp>& pt); //【2】------------------------------------成員函式-------------------------------------- //【1】過載=號運算子,判斷兩個Size是否相等 Size_& operator = (const Size_& sz); //! the area (width*height) //【2】計算Size類所描述的那個區域的--面積 _Tp area() const; //! conversion of another data type. template<typename _Tp2> operator Size_<_Tp2>() const; //! conversion to the old-style OpenCV types operator CvSize() const; operator CvSize2D32f() const; //【3】------------------------------------類的資料成員---------------------------------- //【1】Size模板類中,最重要的兩個資料成員----寬和高 _Tp width, height; // the width and the height }; (三)OpenCv中矩形的表示--------Rect類原始碼分析 Rect矩形類，它有四個很重要的資料成員x,y,width,height，分別代表這個矩形左上角的座標點和矩形 的寬度和高度，並且Rect類提供了很實用的一些成員方法,比如說:求左上角和右下角的成員函式,等等 ******************************************************************************************** 其原始碼如下所示: typedef Rect_<int> Rect; /********************************************************************************************** *【1】二維空間中,矩形Rect類的表示 *【2】這個類用指定資料型別的座標描述一個二維的矩形 **********************************************************************************************/ /********************************************************************************************** The 2D up-right rectangle class The class represents a 2D rectangle with coordinates of the specified data type. Normally, cv::Rect ~ cv::Rect_<int> is used. **********************************************************************************************/ /******************************【矩形類Rect所對應的類模板】***********************************/ template<typename _Tp> class Rect_ { public: typedef _Tp value_type; //! various constructors //【1】預設建構函式 Rect_(); //【2】指定左上角座標點和矩形的寬和高的建構函式-------------很重要的建構函式 Rect_(_Tp _x, _Tp _y, _Tp _width, _Tp _height); Rect_(const Rect_& r); Rect_(const CvRect& r); Rect_(const Point_<_Tp>& org, const Size_<_Tp>& sz); Rect_(const Point_<_Tp>& pt1, const Point_<_Tp>& pt2); //【2】--------------------------------矩形Rect模板類的成員函式----------------------------- //【1】運算子過載 Rect_& operator = ( const Rect_& r ); //! the top-left corner //【2】表示矩形左上角的座標點 Point_<_Tp> tl() const; //! the bottom-right corner //【3】表示矩形右下角的座標點 Point_<_Tp> br() const; //! size (width, height) of the rectangle //【4】矩形的尺寸 Size_<_Tp> size() const; //! area (width*height) of the rectangle //【5】矩形的面積 _Tp area() const; //! conversion to another data type //【6】函式模板---轉換為其他型別 template<typename _Tp2> operator Rect_<_Tp2>() const; //! conversion to the old-style CvRect operator CvRect() const; //! checks whether the rectangle contains the point //【7】判斷矩形是否包含這個點 bool contains(const Point_<_Tp>& pt) const; //【3】---------------------------------矩形模板類的資料成員--------------------------------- //【1】x,y----矩形Rect左上角的座標 //【2】widht,height---矩形的寬和高 _Tp x, y, width, height; //< the top-left corner, as well as width and height of the rectangle }; (四)OpenCv中顏色的表示--------Scalar類原始碼分析 typedef Scalar_<double> Scalar; /********************************************************************************************** The template scalar class. This is partially specialized cv::Vec class with the number of elements = 4, i.e. a short vector of four elements. Normally, cv::Scalar ~ cv::Scalar_<double> is used. **********************************************************************************************/ /********************************************************************************************** *【1】Scalar類的--類模板 *【2】這是一個使用4個元素指定的特殊的Vec向量類模板的類模板 *【3】通常使用的是--cv::Scalar *【3】其實也就是說---Scalar顏色類---是一個特殊的----向量類 **********************************************************************************************/ template<typename _Tp> class Scalar_ : public Vec<_Tp, 4> { public: //! various constructors //【1】預設建構函式 Scalar_(); //【2】很重要的一個預設建構函式 //【3】這個預設建構函式的四個引數分別表示RGB+Alpha顏色中的: //【1】v0---表示RGB中的------blue-----B---藍色分量 //【2】v1---表示RGB中的------Green----G---綠色分量 //【3】v2---表示RGB中的------Red------R---紅色分量 //【4】v3---表示Alpha---------------------透明色分量 Scalar_(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2=0, _Tp v3=0); Scalar_(const CvScalar& s); Scalar_(_Tp v0); //! returns a scalar with all elements set to v0 //【2】------------------------------成員函式-------------------------------------- //【1】返回一個用v0設定所有顏色的Scalar類 static Scalar_<_Tp> all(_Tp v0); //! conversion to the old-style CvScalar operator CvScalar() const; //! conversion to another data type template<typename T2> operator Scalar_<T2>() const; //! per-element product Scalar_<_Tp> mul(const Scalar_<_Tp>& t, double scale=1 ) const; // returns (v0, -v1, -v2, -v3) Scalar_<_Tp> conj() const; // returns true iff v1 == v2 == v3 == 0 bool isReal() const; }; (五)OpenCv中向量模板類Vec的表示--------Vec2b，Vec3b，Vec2s,Vec3s類原始碼分析 ******************************************************************************************************************************* *【1】Vec---是一個OpenCv的---向量類模板(向量模板類)----我比較喜歡Vec把稱作向量類模板,這是因為“向量類”--首相說明Vec---它是一個類,、 * 然後"模板"---說明它是一個---模板類 *【2】Vec---向量類模板的類模板原型: * template<typename _Tp, int cn> class Vec : public Matx<_Tp, cn, 1> *【3】我們可以看得出,它其實就是一個“一維的矩陣”,這是因為: * 1--在OpenCv中沒有向量(vector)結構,任何時候需要向量,都只需要一個列矩陣(如果需要一個轉置或者共軛向量,則需要一個行向量) * 2--OpenCv矩陣的概念與我們線性代數課上學習的概念相比,更加抽象,這是因為線性代數中的矩陣，矩陣中的矩陣元素只能儲存--數值型數 * 據,而OpenCv不是這樣的 *【4】Vec<int,n>---就是用型別int和將向量模板類做一個例項化,例項化為一個具體的類.其中,第一個引數int--表示Vec中儲存的為int型別;第二 * 個引數n為一個整型值,表示Vec每個物件中儲存n個int值,也就是---n維向量(列向量) ******************************************************************************************************************************* //【1】下面是OpenCv中定義---定義---向量模板類----的原始碼 //【2】一個擁有非型別模板形參的---類模板-----向量模板類 template<typename _Tp, int cn> class Vec : public Matx<_Tp, cn, 1> { public: typedef _Tp value_type; enum { depth = DataDepth<_Tp>::value, channels = cn, type = CV_MAKETYPE(depth, channels) }; //! default constructor //【1】向量類的預設建構函式 Vec(); Vec(_Tp v0); //!< 1-element vector constructor Vec(_Tp v0, _Tp v1); //!< 2-element vector constructor Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2); //!< 3-element vector constructor Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3); //!< 4-element vector constructor Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4); //!< 5-element vector constructor Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5); //!< 6-element vector constructor Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6); //!< 7-element vector constructor Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7); //!< 8-element vector constructor Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7, _Tp v8); //!< 9-element vector constructor Vec(_Tp v0, _Tp v1, _Tp v2, _Tp v3, _Tp v4, _Tp v5, _Tp v6, _Tp v7, _Tp v8, _Tp v9); //!< 10-element vector constructor explicit Vec(const _Tp* values); Vec(const Vec<_Tp, cn>& v); static Vec all(_Tp alpha); //! per-element multiplication Vec mul(const Vec<_Tp, cn>& v) const; //! conjugation (makes sense for complex numbers and quaternions) Vec conj() const; /*! cross product of the two 3D vectors. For other dimensionalities the exception is raised */ Vec cross(const Vec& v) const; //! convertion to another data type template<typename T2> operator Vec<T2, cn>() const; //! conversion to 4-element CvScalar. operator CvScalar() const; /*! element access */ const _Tp& operator [](int i) const; _Tp& operator[](int i); const _Tp& operator ()(int i) const; _Tp& operator ()(int i); Vec(const Matx<_Tp, cn, 1>& a, const Matx<_Tp, cn, 1>& b, Matx_AddOp); Vec(const Matx<_Tp, cn, 1>& a, const Matx<_Tp, cn, 1>& b, Matx_SubOp); template<typename _T2> Vec(const Matx<_Tp, cn, 1>& a, _T2 alpha, Matx_ScaleOp); }; //【3】用typedef關鍵字給---向量類模板----template<typename _Tp, int cn> class Vec //【1】向量模板類Vec的例項化,並且給相應例項的Vec向量模板類例項---指定新的名字 //【1】Vec2b--這是一個具體的--類型別---這個類型別例項話的類物件表示如下所示: //【1】Vec2b---表示每個Vec2b物件中,可以儲存2個char(字元型)資料 typedef Vec<uchar, 2> Vec2b; 、 //【2】Vec3b---表示每一個Vec3b物件中,可以儲存3個char(字元型)資料,比如可以用這樣的物件,去儲存RGB影象中的 //一個畫素點 typedef Vec<uchar, 3> Vec3b; //【3】Vec4b---表示每一個Vec4b物件中,可以儲存4個字元型資料,可以用這樣的類物件去儲存---4通道RGB+Alpha的圖 //像中的畫素點 typedef Vec<uchar, 4> Vec4b; //【1】Vec2s---表示這個類的每一個類物件，可以儲存2個short int(短整型)的資料 typedef Vec<short, 2> Vec2s; typedef Vec<short, 3> Vec3s; typedef Vec<short, 4> Vec4s; typedef Vec<ushort, 2> Vec2w; typedef Vec<ushort, 3> Vec3w; typedef Vec<ushort, 4> Vec4w; typedef Vec<int, 2> Vec2i; typedef Vec<int, 3> Vec3i; typedef Vec<int, 4> Vec4i; typedef Vec<int, 6> Vec6i; typedef Vec<int, 8> Vec8i; 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; (六)OpenCv中Range類作用的詳解 ****************************************************************************************** *功能描述: * 這個類的作用是:用於指定一個連續的子序列例如一個輪廓的一部分,或者一個矩陣的列空間 ****************************************************************************************** 其原始碼如下所示: class CV_EXPORTS Range { public: Range(); Range(int _start, int _end); Range(const CvSlice& slice); int size() const; bool empty() const; static Range all(); operator CvSlice() const; int start, end; }; ****************************************************************************************** 示例: //【10】指定的src影象的區域包括影象的所有行和從第0列到第199列 Mat dstRange=src(Range::all(),Range(0,200)); namedWindow(WINDOW_RANGE_NAME,CV_WINDOW_AUTOSIZE); imshow(WINDOW_RANGE_NAME,dstRange);