opencv的基本數據結構

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OpenCV中強大的Mat類型大家已經比較熟悉了。這裏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：
複製代碼
v1 = v2 + v3
v1 = v2 - v3
v1 = v2 * scale
v1 = scale * v2
v1 = -v2
v1 += v2
v1 == v2, v1 != v2
norm(v1) (euclidean norm)//歐幾里得範數
//求mydata的歐幾里得範數
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爲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存儲通道次序爲：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(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維座標(x,y)。

3.2 用法
（1）圖像座標
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_ Point2i;
typedef Point2i Point; //上面使用Point
typedef Point_ Point2f;
typedef Point_ Point2d;
可見Point_、Point2i、Point互相等價，Point_和Point2f互相等價，Point_和Point2d互相等價。

（3）基本運算
複製代碼
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）設置座標點
// Point
Point pt;
pt.x = 300;
pt.y = 498;
//或者
//Point pt (300,498);
Scalar pix = pImg.at(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<<"pt22 = "<<pt22<<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：

矩形左上角座標: (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
   最後一個基本數據類是一種特殊的矩形稱爲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：中心點座標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