OpenCV之FileStorage类的数据存取操作与示例

OpenCV —FileStorage类的数据读写操作与示例

OpenCV的许多应用都需要使用数据的存储于读取，例如经过3D校准后的相机，需要存储校准结果矩阵，以方便下次调用该数据；基于机器学习的应用，同样需要将学习得到的参数保存等。OpenCV通过XML/YAML格式实现数据持久化。本文简要梳理了使用FileStorage类进行基本数据持久化操作，给出了示例代码。

主要内容包括：

FileStorage类

• 构造函数
• operator <<
• FileStorage::open
• FileStorage::isOpened
• FileStorage::release
• FileStorage::getFirstTopLevelNode
• FileStorage::root
• FileStorage::operator[]

示例代码

• 创建写入器、创建读取器
• 写入数值、写入矩阵、写入自定义数据结构、写入当前时间
• 读取数值、读取矩阵、读取自定义数据结构、读取当前时间
• 关闭写入器、关闭读取器

FileStorage类

FileStorage类将各种OpenCV数据结构的数据存储为XML 或 YAML格式。同时，也可以将其他类型的数值数据存储为这两种格式。

构造函数

FileStorage类的构造函数为：

cv::FileStorage(const string& source, int flags， const string& encoding=string());
  
    
    
    
    

参数：

source –存储或读取数据的文件名（字符串），其扩展名(.xml 或 .yml/.yaml)决定文件格式。

flags – 操作模式，包括：

• FileStorage::READ 打开文件进行读操作
• FileStorage::WRITE 打开文件进行写操作
• FileStorage::APPEND打开文件进行附加操作
• FileStorage::MEMORY 从source读数据，或向内部缓存写入数据（由FileStorage::release返回）

encoding – 文件编码方式。目前不支持UTF-16 XML 编码，应使用 8-bit 编码。

写数据operator <<

向filestorage中写入数据

  
    
    
    
    

     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

      template FileStorage& 
      operator<<(FileStorage& fs, 
      const _Tp& value)
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

      template FileStorage& 
      operator<<(FileStorage& fs, 
      const 
      vector<_Tp>& vec)
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
    
    
    
    
  
    
    
    
    

参数：

fs – 已经打开的用于写数据的file storage对象

value – 待写入fs 的数据.

vec – 待写入fs 的向量值

 

以下代码分别演示写入数值、矩阵、多个变量、当前时间和关闭文件：

  
    
    
    
    

     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

      // 1.create our writter
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	cv::
      FileStorage fs("test.yml", FileStorage::WRITE);
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      // 2.Save an int
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      int imageWidth= 
      5;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      int imageHeight= 
      10;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	fs << 
      "imageWidth" << imageWidth;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	fs << 
      "imageHeight" << imageHeight;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
 
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      // 3.Write a Mat
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	cv::Mat m1= Mat::eye(
      3,
      3, CV_8U);
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	cv::Mat m2= Mat::ones(
      3,
      3, CV_8U);
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	cv::Mat resultMat= (m1+
      1).mul(m1+
      2);
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	fs << 
      "resultMat" << resultMat;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
 
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      // 4.Write multi-variables 
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	cv::Mat cameraMatrix = (Mat_<
      double>(
      3,
      3) << 
      1000, 
      0, 
      320, 
      0, 
      1000, 
      240, 
      0, 
      0, 
      1);
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
          cv::Mat distCoeffs = (Mat_<
      double>(
      5,
      1) << 
      0.1, 
      0.01, 
      -0.001, 
      0, 
      0);
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
          fs << 
      "cameraMatrix" << cameraMatrix << 
      "distCoeffs" << distCoeffs;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
 
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      // 5.Save local time
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      time_t rawtime; time(&rawtime); 
      //#include 
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	fs << 
      "calibrationDate" << asctime(localtime(&rawtime));
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
 
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      // 6.close the file opened
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	fs.release();
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
    
    
    
    
  
    
    
    
    

生成的文件test.yml

FileStorage::open

打开一个文件

boolFileStorage::open(const string& filename, int flags, const string&encoding=string())
  
    
    
    
    

参数：

filename – 待打开的文件名，其扩展名(.xml 或 .yml/.yaml) 决定文件格式(XML 或 YAML)

flags – 操作模式。见构造函数

encoding – 文件编码方式。

  
    
    
    
    

     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

      // open a file
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	cv::FileStorage fs;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	fs.open(
      "test.yml",FileStorage::WRITE);
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

      // ... some process here
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	fs.release();
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
    
    
    
    
  
    
    
    
    

FileStorage::isOpened

检查文件是否已经打开，调用：

boolFileStorage::isOpened()

  
    
    
    
    

返回:

ture – 如果对象关联了当前文件；

false – 其他情况。

尝试打开文件后调用此方法是个比较好的做法。

  
    
    
    
    

     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

      // Checks whether the file is opened
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	cv::FileStorage fs;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	fs.open(
      "test.yml",FileStorage::WRITE);
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
 
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      bool flag = fs.isOpened();
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      cout<<
      "flag = "<endl<<
      endl;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

      // if failed to open a file
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      if(!fs.isOpened()){
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
		
      cout<<
      "failed to open file test.yml "<<
      endl<<
      endl;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
		
      return 
      1;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	}
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
    
    
    
    
  
    
    
    
    

运行结果：

FileStorage::release

存储或读取操作完成后，需要关闭文件并释放缓存，调用

void FileStorage::release()
  
    
    
    
    

  
    
    
    
    

     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      cv::
      FileStorage fs("test.yml", fs::WRITE);
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

      //... some processing here
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      fs.release();
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
    
    
    
    
  
    
    
    
    

FileStorage::getFirstTopLevelNode

返回映射(mapping)顶层的第一个元素：

FileStorage::getFirstTopLevelNode()
  
    
    
    
    

  
    
    
    
    

     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

      // open a file for reading
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	fs.open(
      "test.yml", FileStorage::READ);
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

      // get the first top level node
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      int firstNode = fs.getFirstTopLevelNode();
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      cout<<
      "the First Top Level Node = "<endl<<
      endl;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
    
    
    
    
  
    
    
    
    

运行结果

FileStorage::root

返回顶层映射(mapping)

FileNode FileStorage::root(int streamidx=0) 
  
    
    
    
    

参数：

streamidx – 从0开始的字符串索引。大部分情况文件中只有一个串，但YAML支持多个串，因此可以有多个。

Returns: 顶层映射

读数据：FileStorage::operator[]

返回指定的顶层映射元素

  
    
    
    
    

     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      FileNode FileStorage::
      operator[](
      const 
      string& nodename) 
      const
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      FileNode FileStorage::
      operator[](
      const 
      char* nodename) 
      const
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
    
    
    
    
  
    
    
    
    

参数：

nodename – 文件节点名（见下文FileNode类）

返回：名称为nodename的节点数据

  
    
    
    
    

     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

      // read data using operator []
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	cv::
      FileStorage fs("test.yml", FileStorage::READ);
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      int width;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      int height;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	fs[
      "imageWidth"]>>width;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	fs[
      "imageHeight"]>>height;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      cout<<
      "width readed = "<endl;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      cout<<
      "height readed = "<endl<<
      endl;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
 
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

      // read Mat
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	cv::Mat resultMatRead;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	fs[
      "resultMat"]>>resultMatRead;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      cout<<
      "resultMat readed = "<endl<<
      endl;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	cv::Mat cameraMatrixRead,distCoeffsRead;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	fs[
      "cameraMatrix"]>>cameraMatrixRead;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	fs[
      "distCoeffs"]>>distCoeffsRead;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      cout<<
      "cameraMatrix readed = "<endl;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      cout<<
      "distCoeffs readed = "<endl<<
      endl;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
 
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

      // read string
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      string timeRead;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	fs[
      "calibrationDate"]>>timeRead;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
	
      cout<<
      "calibrationDate readed = "<endl<<
      endl;
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       
 
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
     
     
     
     

    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

    
      
      
      
      
    
      
      
      
      

     
       
       
       
       

        
        
        
        
      	fs.release();
     
       
       
       
       
    
      
      
      
      
    
    
    
    
  
    
    
    
    

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