Opencv Mat记录
分配释放矩阵空间
- 综述:
- OpenCV有针对矩阵操作的C语言函数. 许多其他方法提供了更加方便的C++接口,其效率与OpenCV一样.
- OpenCV将向量作为1维矩阵处理.
- 矩阵按行存储,每行有4字节的校整.
- 分配矩阵空间:
- CvMat* cvCreateMat(int rows,int cols,int type);
type: 矩阵元素类型. 格式为CV_<bit_depth>(S|U|F)C<number_of_channels>.
例如: CV_8UC1 表示8位无符号单通道矩阵,CV_32SC2表示32位有符号双通道矩阵.例程:
CvMat* M = cvCreateMat(4,4,CV_32FC1);
- CvMat* cvCreateMat(int rows,int cols,int type);
- 释放矩阵空间:
- CvMat* M = cvCreateMat(4,CV_32FC1);
cvReleaseMat(&M);
- CvMat* M = cvCreateMat(4,CV_32FC1);
- 复制矩阵:
- CvMat* M1 = cvCreateMat(4,CV_32FC1);
CvMat* M2;
M2=cvCloneMat(M1);
- CvMat* M1 = cvCreateMat(4,CV_32FC1);
- 初始化矩阵:
- double a[] = { 1,2,3,
5,6,7,8,
9,10,11,12 };CvMat Ma=cvMat(3,CV_64FC1,a);
- double a[] = { 1,2,3,
另一种方法:
- CvMat Ma;
cvInitMatHeader(&Ma,a);
- CvMat Ma;
- 初始化矩阵为单位阵:
- cvSetIdentity(M); // 这里似乎有问题,不成功
存取矩阵元素
- 假设需要存取一个2维浮点矩阵的第(i,j)个元素.
- 间接存取矩阵元素:
- cvmSet(M,i,j,2.0); // Set M(i,j)
t = cvmGet(M,j); // Get M(i,j)
- cvmSet(M,i,j,2.0); // Set M(i,j)
- 直接存取,假设使用4-字节校正:
- CvMat* M = cvCreateMat(4,CV_32FC1);
int n = M->cols;
float *data = M->data.fl;data[i*n+j] = 3.0;
- CvMat* M = cvCreateMat(4,CV_32FC1);
- 直接存取,校正字节任意:
- int step = M->step/sizeof(float);
float *data = M->data.fl;(data+i*step)[j] = 3.0;
- int step = M->step/sizeof(float);
- 直接存取一个初始化的矩阵元素:
- double a[16];
CvMat Ma = cvMat(3,a);
a[i*4+j] = 2.0; // Ma(i,j)=2.0;
- double a[16];
矩阵/向量操作
- 矩阵-矩阵操作:
- CvMat *Ma,*Mb,*Mc;
cvAdd(Ma,Mb,Mc); // Ma+Mb -> Mc
cvSub(Ma,Mc); // Ma-Mb -> Mc
cvMatMul(Ma,Mc); // Ma*Mb -> Mc
- CvMat *Ma,*Mb,*Mc;
- 按元素的矩阵操作:
- cvMul(Ma,Mc); // Ma.*Mb -> Mc
cvDiv(Ma,Mc); // Ma./Mb -> Mc
cvAddS(Ma,cvScalar(-10.0),Mc); // Ma.-10 -> Mc
- cvMul(Ma,Mc); // Ma.*Mb -> Mc
- 向量乘积:
- double va[] = {1,3};
double vb[] = {0,1};
double vc[3];CvMat Va=cvMat(3,1,va);
CvMat Vb=cvMat(3,vb);
CvMat Vc=cvMat(3,vc);double res=cvDotProduct(&Va,&Vb); // 点乘: Va . Vb -> res
cvCrossProduct(&Va,&Vb,&Vc); // 向量积: Va x Vb -> Vc
end{verbatim}
- double va[] = {1,3};
注意 Va,Vb,Vc 在向量积中向量元素个数须相同.
- 单矩阵操作:
- cvTranspose(Ma,Mb); // transpose(Ma) -> Mb (不能对自身进行转置)
CvScalar t = cvTrace(Ma); // trace(Ma) -> t.val[0]
double d = cvDet(Ma); // det(Ma) -> d
cvInvert(Ma,Mb); // inv(Ma) -> Mb
- cvTranspose(Ma,Mb); // transpose(Ma) -> Mb (不能对自身进行转置)
- 非齐次线性系统求解:
- CvMat* A = cvCreateMat(3,CV_32FC1);
CvMat* x = cvCreateMat(3,CV_32FC1);
CvMat* b = cvCreateMat(3,CV_32FC1);
cvSolve(&A,&b,&x); // solve (Ax=b) for x
- CvMat* A = cvCreateMat(3,CV_32FC1);
- 特征值分析(针对对称矩阵):
- CvMat* E = cvCreateMat(3,CV_32FC1);
CvMat* l = cvCreateMat(3,CV_32FC1);
cvEigenVV(&A,&E,&l); // l = A的特征值 (降序排列)
// E = 对应的特征向量 (每行)
- CvMat* E = cvCreateMat(3,CV_32FC1);
- 奇异值分解SVD:
- CvMat* U = cvCreateMat(3,CV_32FC1);
CvMat* D = cvCreateMat(3,CV_32FC1);
CvMat* V = cvCreateMat(3,CV_32FC1);
cvSVD(A,D,U,V,CV_SVD_U_T|CV_SVD_V_T); // A = U D V^T
- CvMat* U = cvCreateMat(3,CV_32FC1);
标号使得 U 和 V 返回时被转置(若没有转置标号,则有问题不成功!!!).
视频序列操作
从视频序列中抓取一帧
- OpenCV支持从摄像头或视频文件(AVI)中抓取图像.
- 从摄像头获取初始化:
- CvCapture* capture = cvCaptureFromCAM(0); // capture from video device #0
- 从视频文件获取初始化:
- CvCapture* capture = cvCaptureFromAVI("infile.avi");
- 抓取帧:
- IplImage* img = 0;
if(!cvGrabFrame(capture)){ // 抓取一帧
printf("Could not grab a frame\n\7");
exit(0);
}
img=cvRetrieveFrame(capture); // 恢复获取的帧图像
- IplImage* img = 0;
要从多个摄像头同时获取图像,首先从每个摄像头抓取一帧. 在抓取动作都结束后再恢复帧图像.
- 释放抓取源:
- cvReleaseCapture(&capture);
注意由设备抓取的图像是由capture函数自动分配和释放的. 不要试图自己释放它.
获取/设定帧信息
- 获取设备特性:
- cvQueryFrame(capture); // this call is necessary to get correct
// capture properties
int frameH = (int) cvGetCaptureProperty(capture,CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT);
int frameW = (int) cvGetCaptureProperty(capture,CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH);
int fps = (int) cvGetCaptureProperty(capture,CV_CAP_PROP_FPS);
int numFrames = (int) cvGetCaptureProperty(capture,CV_CAP_PROP_FRAME_COUNT);
- cvQueryFrame(capture); // this call is necessary to get correct
所有帧数似乎只与视频文件有关.
- 获取帧信息:
- float posMsec = cvGetCaptureProperty(capture,CV_CAP_PROP_POS_MSEC);
int posFrames = (int) cvGetCaptureProperty(capture,CV_CAP_PROP_POS_FRAMES);
float posRatio = cvGetCaptureProperty(capture,CV_CAP_PROP_POS_AVI_RATIO);
- float posMsec = cvGetCaptureProperty(capture,CV_CAP_PROP_POS_MSEC);
获取所抓取帧在视频序列中的位置,从首帧开始按[毫秒]算. 或者从首帧开始从0标号,获取所抓取帧的标号. 或者取相对位置,首帧为0,末帧为1,只对视频文件有效.
- 设定所抓取的第一帧标号:
- // 从视频文件相对位置0.9处开始抓取
cvSetCaptureProperty(capture,CV_CAP_PROP_POS_AVI_RATIO,(double)0.9);
- // 从视频文件相对位置0.9处开始抓取
只对从视频文件抓取有效. 不过似乎也不成功!!!
存储视频文件
- 初始化视频存储器:
- CvVideoWriter *writer = 0;
int isColor = 1;
int fps = 25; // or 30
int frameW = 640; // 744 for firewire cameras
int frameH = 480; // 480 for firewire cameras
writer=cvCreateVideoWriter("out.avi",CV_FOURCC('P','I','M','1'),
fps,cvSize(frameW,frameH),isColor);
- CvVideoWriter *writer = 0;
其他有效编码:
- CV_FOURCC('P','1') = MPEG-1 codec
CV_FOURCC('M','J','P','G') = motion-jpeg codec (does not work well)
CV_FOURCC('M','4','2') = MPEG-4.2 codec
CV_FOURCC('D','V','3') = MPEG-4.3 codec
CV_FOURCC('D','X') = MPEG-4 codec
CV_FOURCC('U','2','6','3') = H263 codec
CV_FOURCC('I','3') = H263I codec
CV_FOURCC('F','L','1') = FLV1 codec
若把视频编码设为-1则将打开一个编码选择窗口(windows系统下).
- 存储视频文件:
- IplImage* img = 0;
int nFrames = 50;
for(i=0;i<nFrames;i++){
cvGrabFrame(capture); // 抓取帧
img=cvRetrieveFrame(capture); // 恢复图像
cvWriteFrame(writer,img); // 将帧添加入视频文件
}
若想在抓取中查看抓取图像,可在循环中加入下列代码:
- cvShowImage("mainWin",img);
key=cvWaitKey(20); // wait 20 ms
若没有20[毫秒]延迟,将无法正确显示视频序列.
- 释放视频存储器:
- cvReleaseVideoWriter(&writer);
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https://github.com/izhaolei/cl-cv convert OpenCV Mat class to opencl IMage QImage2Mat https://github ...
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