OpenCV学习备忘 Vol .3 CvMat矩阵基本介绍
OpenCV学习备忘 Vol .3 CvMat矩阵基本介绍
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博客分类：
- C Language
参考书籍及资料
- OpenCV中文社区
- 《学习OpenCV》
内容提要
介绍CvMat矩阵数据类型的基本信息
CvMat:矩阵头
- typedef struct CvMat{
- int type;
- int step:
- int* refcount;
- union{
- uchar* ptr;
- short* s;
- int* i;
- float* fl;
- double* db;
- }data;
- union{
- int rows;
- int heights;
- };
- union{
- int cols;
- int width;
- };
- }CvMat;
数据结构中大部分都使用union,虽然OpenCV是用C编写的，但其思想还是面向对象的。理解起来应该没有很大难度。说一下几个重点：
Union联合
C语言中常用的数据结构之一，类似的有struct结构体。但是不同的是，struct中的每个属性都是独立的数据，而一个union中的属性是公用一端内存地址的，而这个内存地址的长度是取决于union中最大的数据类型的。所以通常一个union中只有一个属性是有效的。
指针
CvMat的矩阵头中大量使用指针，旨在处理分散的数据，并且使得CvMat的开销变得更小，更灵活。而同样的缺点是，大部分的童鞋对于指针的理解都不太深，主要是自从Java之后都开始弱化指针的概念。
矩阵的创建
- CvMat* cvCreateMat(int rows,int cols,int type);
- CvMat* cvCreateMatHeader(int rows,int cols,int type);
- CvMat* cvInitMatHeader(CvMat* mat,int rows,int cols,int type,void* data=NULL,int step=CV_AUTOSTEP );
- CvMat* cvMat(int rows,int cols,int type,void data*=NULL);
cvInitMatHeader与cvMat都只是简单的创建了一下基本的信息，但是没有初始化数据。然后利用指针将分布的数据链接起来。
例 创建一个简单的CvMat
- float vals[]={0.1,0.2,0.3,0.4};
- CvMat mat;
- cvInitMatHeader(&mat,2,2,CV_32FC1,vals);
矩阵数据的读取方式
利用CV_MAT_ELEM读取
CvMat * mat=cvCreateMat(5,5,CV_32FC1);
float element_3_2= CV_MAT_ELEM(*mat, float, 3, 2);
利用CV_MAT_ELEM_PTR读取
例.设置矩阵中的一个位置的值
- CvMat * mat=cvCreateMat(5,5,CV_32FC1);
- float element_3_2 = 1.0;
- *( (float *)CV_MAT_ELEM_PTR(*mat,3,2) )=element_3_2;
利用cvPtr读取
上面的两个宏都只能支持1,2D的矩阵，如果超过2D，变为3D或者ND的时候需要使用cvPtr系列函数读取，当然cvPtr自身也支持1D和2D的矩阵。通常这系列的函数都是一样的参数列表（目标矩阵,坐标1，坐标2…,类型）;
例.使用cvPTr*D读取据矩阵
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uchar* cvPtr1D( const CvArr* arr, int idx0, int* type CV_DEFAULT(NULL));
- uchar* cvPtr3D( const CvArr* arr, int idx0, int idx1, int idx2,int* type CV_DEFAULT(NULL));
cvPtr系列是获取指针，故可以修改相关的位置的值。如果只是用于读取可以使用相同签名的cvGet*D函数
关于cvGet*D和cvPrt*D的比较
- 因为get系列都是有独立的返回值的，在某些对内存开销有限定要求的情况下，不太适合使用。推荐使用ptr系列
- 由于ptr系列返回的都是指针，故可以使用指针一些地址算术特性做一些位置偏移的操作。
- 使用step和ptr进行位置移动，因为在cvMat中每一行的长度都是4的倍数（因为计算方便）故只是简单的靠width和cols是无法正确移动到想要的位置的。如width是3但是想要移动至下一行其实还是要移动4个位置。偏移量为step/数据类型大小。如矩阵数据内容为int型，则需要移动step/4至相同列的下一行位置。
使用cvSet*D对矩阵进行赋值
其实该函数与get系列函数是对应的，只能对指定位置进行赋值操作。不做过多的解释。
点的数组矩阵
假设需要抽样一个3D系上的的N个点，主要有以下几种方法进行矩阵化：
- N行,3列的CV32FC1矩阵
- 3行,N列的CV32FC1矩阵
- 1行,N列的CV32FC3矩阵
- N行,1列的CV32FC3矩阵
参数中32F表示32 float,而C3表示channel 3既3通道。
N行,3列的CV32FC1矩阵
3列分别表示x,y,z坐标。则其数组的形式为
每一行表示一个点，还每个点的0,1,2表示x,y,z坐标则
point[3]={x,y,z}
pints[n]={point1,point2……};
3行,N列的CV32FC2矩阵
三行分别代表x,y,z坐标，而其位置代表是第几个点。
第一行即{x0,x1,x3….},第二行{y0,y1,y2….}一次类推
如果需要标示一个点则为 [0][i],[1][i],[2][i]
1行,N列的CV32FC3矩阵
其实3导通就是将每一个通道的值一次排列存在，其内存结构域 N行3列的矩阵是一样的.