OpenCV 直方图计算函数 calcHist源码深度剖析

OpenCV中的直方图计算函数calcHist函数可以计算给定的若干幅图像的指定的通道的统计直方图！

calcHist函数原型为

     //!计算给定图像集合的联合密度直方图 （joint dense histogram）

CV_EXPORTS void calcHist( const Mat* images, int nimages, const int* channels, InputArray mask,
                          OutputArray hist, int dims, const int* histSize,
                          const float** ranges, bool uniform=true, bool accumulate=false );

该函数内部的实现方式是怎样的呢？

首先调用了函数 histPrepareImages(....）准备一些中间变量，

//该函数主要初始化了三个中间临时变量  ptrs，deltas，uniranges
static void histPrepareImages( const Mat* images, int nimages, const int* channels,
                               const Mat& mask, int dims, const int* histSize, const float** ranges, bool uniform,
                               vector<uchar*>& ptrs, vector<int>& deltas, Size& imsize, vector<double>& uniranges )

接着根据输入图像的位深度调用不同的函数实现

针对8位深度的图像，调用了函数calcHist_8u(.....)

static void
calcHist_8u( vector<uchar*>& _ptrs, const vector<int>& _deltas, Size imsize, Mat& hist, int dims, const float**                                _ranges, const double* _uniranges, bool uniform )

针对16位和32位深度图像，调用了模板类函数

template<typename T> static void
calcHist_( vector<uchar*>& _ptrs, const vector<int>& _deltas,  Size imsize, Mat& hist, int dims, const float**                                 _ranges, const double* _uniranges, bool uniform )

调用方式如下：

  int depth = images[0].depth();//输入图像的深度
//根据输入图像的位深度调用不同的直方图计算函数
    if( depth == CV_8U ) //8位深度
        calcHist_8u(ptrs, deltas, imsize, ihist, dims, ranges, _uniranges, uniform );
    else if( depth == CV_16U )//16位深度
        calcHist_<ushort>(ptrs, deltas, imsize, ihist, dims, ranges, _uniranges, uniform );
    else if( depth == CV_32F ) //32位深度
        calcHist_<float>(ptrs, deltas, imsize, ihist, dims, ranges, _uniranges, uniform );
    else
        CV_Error(CV_StsUnsupportedFormat, "");

为了研究源码，我把位于...\OpenCV245\modules\imgproc\src\文件夹下的histogram.cpp文件下的相关函数加到自定义命名空间中，这么做就可以调试运行每一行代码啦 

  
  
  
  

   
   
   
    在命名空间MyHistFunc中定义了一系列与直方图的计算为主要目的之函数，所有在该Histogram.cpp文件中
  
  
  
  
  
  
  
  

   
   
   
    被定义为 static 类型的函数，在头文件Histogram.h中都没有进行声明，所以这些静态函数都只能在该文件中
  
  
  
  
  
  
  
  

   
   
   
    被该文件的定义在他之后的其他函数调用；而只有函数
  
  
  
  
  
  
  
  

   
   
   
    
   
   
   
   calcHist( const Mat* images, int nimages, const int* channels,
  
  
  
  
  
  
  
  

   
   
   
    InputArray _mask, OutputArray _hist, int dims, const int* histSize,
  
  
  
  
  
  
  
  

   
   
   
    const float** ranges, bool uniform, bool accumulate )
  
  
  
  
  
  
  
  

   
   
   
    在头文件中进行了声明，所以该函数是唯一暴露在外边，可以被其他文件中的函数（如Main()函数）调用
  
  
  
  
  
  
  
  

   
   
   
    的函数。 如果你想在别的文件的函数中调用该文件中的static类型的函数，那么只需要把该函数的声明
  
  
  
  
  
  
  
  

   
   
   
    复制到头文件Histogram.h中，就像calcHist(....)函数那样。
  
  
  
  

histogram.h 头文件的内容（这个头文件是在新建的工程中自己写的）：

histogram.cpp 直方图函数实现文件的内容（这个头文件是在OpenCV的原文件上改动了命名空间的名字写成的）：

主函数的实现：（主程序中调用了命名空间MyHistFunc中的函数calcHist(....)）

需要看客们注意的地方是：我并没有把TBB下的函数拷贝到自定义的命名空间钟来，因为那是并行运算的代码。

如下所示：

  
  
  
  

   
   
   
   #ifdef HAVE_TBB
  
  
  
  
  
  
  
  
            
   
   
   
   calcHist1D_Invoker
   
   
   
   <
   
   
   
   T
   
   
   
   > 
   
   
   
   body
   
   
   
   (
   
   
   
   _ptrs
   
   
   
   , 
   
   
   
   _deltas
   
   
   
   , 
   
   
   
   hist
   
   
   
   , 
   
   
   
   _uniranges
   
   
   
   , 
   
   
   
   size
   
   
   
   [
   
   
   
   0
   
   
   
   ], 
   
   
   
   dims
   
   
   
   , 
   
   
   
   imsize
   
   
   
   );
  
  
  
  
  
  
  
  
            
   
   
   
   parallel_for
   
   
   
   (
   
   
   
   BlockedRange
   
   
   
   (
   
   
   
   0
   
   
   
   , 
   
   
   
   imsize
   
   
   
   .
   
   
   
   height
   
   
   
   ), 
   
   
   
   body
   
   
   
   );
  
  
  
  
  
  
  
  
            
   
   
   
   return
   
   
   
   ;
  
  
  
  
  
  
  
  

   
   
   
   #endif
  
  
  
  

只要没有定义HAVE_TBB标志，自己的命名空间就可以正常运行了，否则会提示你上述类 calcHist1D_Invoker < T >没有定义喔