/* *CvMat矩阵头 */ typedef struct CvMat { int type; //数据类型，比如CV_32FC1含义是32位浮点型单通道，再比如CV_8UC3含义是8位无符号整型三通道 int step; //每行数据的字节数：元素个数*元素类型的字节长度 int* refcount;/* for internal use only */ int hdr_refcount; union { uchar* ptr; //指向data数据的第一个元素 short* s; int* i; float* fl; double* db; } data; //共同体data，里面成员公用一个空间，也就是说数据类型可以有这五种。 union { int rows; //像素的行数 int height; //图片的高度 }; union { int cols; //像素的列数 int width; //图片的宽度 }; } CvMat;
矩阵基本操作：
// vv.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。 #include <stdio.h> #include <cv.h> #include <highgui.h> #include "cvaux.h" //必须引此头文件 #include "cxcore.h" using namespace std; int main( int argc, char** argv ) { int i = 0; float b[6] = {0,}; float a[36] = {0,}; /******************矩阵的创建与克隆*********************/ for( i = 0; i < 6; i++) b[i] = i + 1; //b[i]存放那六个系数 CvMat *Mb = cvCreateMat(6, 1, CV_32FC1); //矩阵的创建 //创建 6行1列 矩阵Mb cvSetData(Mb,b,CV_AUTOSTEP); //矩阵赋值 printf("type:%d step:%d",Mb->type, Mb->step); CvMat *MbClone=cvCloneMat(Mb); //矩阵克隆 for( i=0;i<6;i++) //打印输出该矩阵 { if(i % 3 == 0) printf(" "); printf("%f ",Mb->data.fl[i]); } printf(" "); for( i=0;i<6;i++) //打印输出该矩阵 { if(i % 3 == 0) printf(" "); printf("%f ",MbClone->data.fl[i]); } printf(" "); for( i = 0; i < 36; i++) a[i] = i + 1; CvMat *Ma = cvCreateMat(6, 6, CV_32FC1); //左边的坐标矩阵 cvSetData(Ma,a,CV_AUTOSTEP); printf("type:%d step:%d",Ma->type, Ma->step); for( i=0;i<36;i++) { if(i%5==0) printf(" "); printf("%f ",Ma->data.fl[i]); } printf(" "); /******************矩阵创建分解实现 *****************/ //cvCreatMatHeader //cvCreatMatData //cvInitMatHeader float vals[]={0.862633, -0.523233, 0.500000, 0.866623}; CvMat rotmat; cvInitMatHeader(&rotmat, 2, 2, CV_32FC1, vals); //依据存在的矩阵初始化矩阵头 CvMat *rotmatpro = cvCreateMatHeader(2,2,CV_32FC1); //创建矩阵头,不分配数据空间 CvMat MatCreat=cvMat(2,2,CV_32FC1, vals); printf("type:%d step:%d", rotmatpro->type, rotmatpro->step); printf(" "); for( i=0;i<4;i++) //打印输出该矩阵 { printf("%f ",rotmat.data.fl[i]); } printf(" "); for( i=0;i<4;i++) //打印输出该矩阵 { printf("%f ",MatCreat.data.fl[i]); } printf(" "); /*******************矩阵的求解***********************/ CvMat* Mx = cvCreateMat(6, 1,CV_32FC1); //要求解的矩阵 cvSolve(Ma, Mb, Mx, CV_LU ); //矩阵的求解 solve (Ax=b) for x for( i=0;i<6;i++) { if(i%3==0) printf(" "); printf("%f ",Mx->data.fl[i]); } cvReleaseMat(&Ma); //矩阵的释放 cvReleaseMat(&Mb); cvReleaseMat(&Mx); getchar(); return 0; }
注意：OpenCV中矩阵的行和列是从序号0开始的。且下面的5,1 按平时的习惯指的是第6行，第2列。
矩阵数据的存取很少用到，不再多说了。
/*****************矩阵数据的存取*********************/ //宏,下面仅用于一二维数组的数据存取 float MaElem5_1=CV_MAT_ELEM(*Ma, float, 5, 1); float MaElem5_1Int=CV_MAT_ELEM(*Ma, int, 5, 1); float newValue=7.7; *((float*)CV_MAT_ELEM_PTR(*Ma, 5, 1))=newValue; //cvPtr*D 处理多维矩阵 //cvGetRealND 读取多维矩阵数据 //cvGetND
//cvmGet
//cvmSet
/****************************************************/
下面参考http://blog.csdn.net/augusdi/article/details/8864950
初始化矩阵为单位阵:
- CvMat* M = cvCreateMat(4,4,CV_32FC1);
- 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,i,j); // Get M(i,j)
直接存取，假设使用4-字节校正:
- CvMat* M = cvCreateMat(4,4,CV_32FC1);
- int n = M->cols;
- float *data = M->data.fl;
- data[i*n+j] = 3.0;
直接存取，校正字节任意:
- CvMat* M = cvCreateMat(4,4,CV_32FC1);
- int step = M->step/sizeof(float);
- float *data = M->data.fl;
- (data+i*step)[j] = 3.0;
直接存取一个初始化的矩阵元素:
- double a[16];
- CvMat Ma = cvMat(3, 4, CV_64FC1, a);
- a[i*4+j] = 2.0; // Ma(i,j)=2.0;
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, Mb, Mc); // Ma-Mb -> Mc
- cvMatMul(Ma, Mb, Mc); // Ma*Mb -> Mc
按元素的矩阵操作:
- CvMat *Ma, *Mb, *Mc;
- cvMul(Ma, Mb, Mc); // Ma.*Mb -> Mc
- cvDiv(Ma, Mb, Mc); // Ma./Mb -> Mc
- cvAddS(Ma, cvScalar(-10.0), Mc); // Ma.-10 -> Mc
向量乘积:
- double va[] = {1, 2, 3};
- double vb[] = {0, 0, 1};
- double vc[3];
- CvMat Va=cvMat(3, 1, CV_64FC1, va);
- CvMat Vb=cvMat(3, 1, CV_64FC1, vb);
- CvMat Vc=cvMat(3, 1, CV_64FC1, vc);
- double res=cvDotProduct(&Va,&Vb); // 点乘: Va . Vb -> res
- cvCrossProduct(&Va, &Vb, &Vc); // 向量积: Va x Vb -> Vcend{verbatim}
注意 Va, Vb, Vc 在向量积中向量元素个数须相同.
单矩阵操作:
- CvMat *Ma, *Mb;
- cvTranspose(Ma, Mb); // transpose(Ma) -> Mb (不能对自身进行转置)CvScalar
- double d = cvDet(Ma); // det(Ma) -> dcvInvert(Ma, Mb); // inv(Ma) -> Mb
非齐次线性系统求解:
- CvMat* A = cvCreateMat(3,3,CV_32FC1);
- CvMat* x = cvCreateMat(3,1,CV_32FC1);
- CvMat* b = cvCreateMat(3,1,CV_32FC1);
- cvSolve(&A, &b, &x); // solve (Ax=b) for x
特征值分析(针对对称矩阵):
- CvMat* A = cvCreateMat(3,3,CV_32FC1);
- CvMat* E = cvCreateMat(3,3,CV_32FC1);
- CvMat* l = cvCreateMat(3,1,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)
奇异值分解SVD:
- CvMat* A = cvCreateMat(3,3,CV_32FC1);
- CvMat* U = cvCreateMat(3,3,CV_32FC1);
- CvMat* D = cvCreateMat(3,3,CV_32FC1);
- CvMat* V = cvCreateMat(3,3,CV_32FC1);
- cvSVD(A, D, U, V, CV_SVD_U_T|CV_SVD_V_T); // A = U D V^T
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 7");
- exit(0);
- }
- img=cvRetrieveFrame(capture); // 恢复获取的帧图像
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);
所有帧数似乎只与视频文件有关. 用摄像头时不对，奇怪!!!.
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);
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);
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);
其他有效编码:
- CV_FOURCC('P','I','M','1') = MPEG-1 codec
- CV_FOURCC('M','J','P','G') = motion-jpeg codec (does not work well)
- CV_FOURCC('M', 'P', '4', '2') = MPEG-4.2 codec
- CV_FOURCC('D', 'I', 'V', '3') = MPEG-4.3 codec
- CV_FOURCC('D', 'I', 'V', 'X') = MPEG-4 codec
- CV_FOURCC('U', '2', '6', '3') = H263 codec
- CV_FOURCC('I', '2', '6', '3') = H263I codec
- CV_FOURCC('F', 'L', 'V', '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);