OpenCV-------基本数据结构与示例

超、凢脫俗 2022-05-14 00:47 319阅读 0赞

#     #

# OpenCV的基本数据结构及示例 #

![20160607163027236][]

OpenCV中强大的Mat类型大家已经比较熟悉了。这里梳理一些在工程中其他经常用到的几种基本数据类型。包括：

**Vec**

**Scalar**

**Point**

**Size**

**Rect**

**RotatedRect**

## **1. Vec类** ##

###     ###

### **1.1 基本概念** ###

Vec是一个模板类，主要用于存储数值向量。

###     ###

### **1.2 用法** ###

#### （1）可用它来定义任意类型的向量 ####

Vec<double, 8> myVector; // 定义一个存放8个double型变量的向量

#### （2）使用\[\]访问Vec向量成员 ####

myVector[0]=0;

#### （3）可使用以下预定义的类型 ####

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;

#### （4）Vec支持的运算如下： ####

v1 = v2 + v3
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
           v1 = v2 - v3
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
           v1 = v2 * scale
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
            v1 = scale * v2
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
            v1 = -v2
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
           v1 += v2
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
           v1 == v2, v1 != v2
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
             norm(v1) (euclidean norm)

### 1.3 示例代码 ###

####     ####

#### （1）向量定义与元素的访问 ####

// 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;

运行结果：

![20160501234435037][]

![20160501234441413][]

#### （2）基本运算 ####

cv::Vec<
          
           int, 
          
           6> v1,v2,v3;
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
                     
          
           for(
          
           int i=
          
           0; i<v2.rows;i++){ 
          
           //v2.rows返回向量v2的行数
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
                              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;

运行结果：

![20160501234608742][]

## 2. Scalar类 ##

###     ###

### **2.1 基本概念** ###

Scalar是一个从Vec类引出的模板类，是一个可存放4个元素的向量，广泛用于传递和读取图像中的像素值。

### **2.2 用法** ###

可使用\[\]访问Scalar值。或使用如下方式定义BGR三个通道的值。

cv:: Scalar( B, G, R )

### **2.3 示例代码** ###

####     ####

#### **（1）cv::Scalar结构** ####

cv::Scalar myScalar;
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
             myScalar = cv::Scalar(
          
           0,
          
           255,
          
           0);
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
             
          
           cout<<
          
           "myScalar = "<<myScalar<<
          
           endl;
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
              system(
          
           "pause");

运行结果：

![20160501234815455][]

![20160501234821807][]

#### （2）读取彩色图像像素值 ####

彩色图像的每个像素对应三个部分：RGB三个通道。因此包含彩色图像的cv::Mat类会返回一个向量，向量中包含三个8位的数值。OpenCV为这样的短向量定义了一种类型，即我们上述的cv::Vec3b。这个向量包含三个无符号字符(unsigned character)类型的数据。

OpenCV存储通道次序为：蓝色、绿色、红色即BGR。  
因此，访问彩色像素中元素的方法如下：

cv::Mat pImg = cv::imread(
          
           "Lena.jpg",
          
           1);
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
           
          
           if(!pImg.data)
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
               
          
           return 
          
           0;
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
           
          
           int x = 
          
           100, y = 
          
           100;
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
              cv::Scalar pixel=pImg.at<Vec3b>(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");

运行结果：

![20160501235118827][]

## 3. Point类 ##

###  ###

###     ###

### **3.1 基本概念** ###

常用于表示2维坐标(x,y)。

### **3.2** **用法** ###

#### （1）图像坐标 ####

对图像而言，我们可以这样定义：

cv::Point pt;
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
          pt.x = 
          
           10;
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
          pt.y = 
          
           8;

或者

cv::Point pt =  Point(10, 8);

或者

cv::Point pt(10,8);

#### （2）或使用如下预定义： ####

typedef Point_<
          
           int> Point2i;
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
          
           typedef Point2i Point;
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
          
           typedef Point_<
          
           float> Point2f;
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
          
           typedef Point_<
          
           double> Point2d;

#### （3）基本运算 ####

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 示例代码** ###

####     ####

#### （1）设置坐标点 ####

// Point
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
           cv::Point pt;
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
              pt.x = 
          
           278;
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
           pt.y = 
          
           269;
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
           
          
           //或者
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
             
          
           //cv::Point  pt (278,269);
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
           cv::Scalar pix = pImg.at<Vec3b>(pt);
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
             
          
           cout<<
          
           "pix("<<pt.x<<
          
           ","<<pt.y<<
          
           ") = "<<pix<<
          
           endl;

运行结果：

![20160501235736726][]

#### （2）各类运算 ####

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<<
          
           "pt2*2   = "<<pt2*
          
           2<<
          
           endl;

运行结果：

![20160502084541455][]

## **4. Size类** ##

###     ###

### **4.1 基本概念** ###

模板类Size可表示一幅图像或一个矩形的大小。它包含宽、高2个成员：width , height还有一个有用的面积函数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 示例代码** ###

// 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");

运行结果：

![20160502000139820][]

## **5. Rect类** ##

###     ###

### **5.1 基本概念** ###

Rect是另一个用于定义2维矩形的模板类。它由两个参数定义：

*  矩形左上角坐标: (x,y)
 *  矩形的宽和高: width, height

Rect可以用来定义图像的ROI区域。

### 5.2 用法 ###

cv::Rect rect(x, y, width, height);

###     ###

### **5.3 示例代码** ###

// 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();

运行结果：

![20160502000342891][]![20160502000347578][]

## **6. RotatedRect类** ##

### **6.1 基本概念** ###

最后一个基本数据类是一种特殊的矩形称为RotatedRect。这个类通过中心点，宽度和高度和旋转角度来表示一个旋转的矩形。

### 6.2 用法 ###

旋转矩形类的构造函数：

RotatedRect(const Point2f& center, const Size2f& size, float angle);

**参数：**

*  center：中心点坐标Point2f类型
 *  size：矩形的宽度和高度，Size2f类型
 *  angle：顺时针方向的旋转角度（单位°），float类型

![20160502095343343][]

### **6.3 示例代码** ###

//RotatedRect
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
              cv::
          
           Point2f center(100,100);
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
             cv::
          
           Size2f size(100,50);
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
             
          
           float angle = 
          
           45;
          
           // try 10, 30, 45
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
           
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
            
          
           RotatedRect rRect(center, size, angle);
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
           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));
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
           
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
             imshow(
          
           "rectangles", image);
         
          
        
         
        
        
         
         
          
        
         
        
         
         
          
           
             waitKey(
          
           0);

运行结果：

![20160607160421106][]

angle = 10, 30, 45

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