精通人脸识别09：Opencv基本数据结构

深藏阁楼爱情的钟 2022-01-30 01:23 220阅读 0赞

### 精通人脸识别09：Opencv基本数据结构 ###

--------------------

### 一、简介 ###

Opencv的数据结构：Point、Size、Rect、Scalar、Ar  
大多数据结构都在cxtypes.h这个头文件里定义

1、Point系列，点的表示：

Point：表示图像中的点 (x,y)都是整型变量，即图像中点的 坐标，图像的原点一般在图像的左上角

Point2D32f：二维空间中的点 (x,y)是float型

Point3D32f：三维空间中的点

构造函数：PointXXXX( )。注意，这是c风格的代码，构造函数是内联函数，并不是c++中的类的构造函数一样。

2、Size系列，尺寸的表示：

Size:图像的尺寸(整型)

Size2D32f:如果想用浮点型。

3、矩形的表示，Rect:用来表示图像的部分区域，4个参数,矩形的左上角的坐标(x,y)，矩形的长、宽

4、颜色表示，Scalar包含4个浮点成员，可以用来表示表示B,G,R,alpha; 有三个构造函数：Scalar,RealScalar,ScalarAll

Scalar对四个变量都赋值

RealScalar只对四个变量的第0个赋值,其他都为0

ScalarAll对四个变量都赋相同的值

5、Arr: Arr->Mat->lmage 三个继承关系

###    二、详细介绍 ###

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][]

Color()可以实现RGB向HSV、HSI等颜色空间的转换，也可以转换为灰度图像。

![Center][]

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。

Rect类的成员变量有x,y,width,height,分别为左上角点的坐标和矩形的宽和高。

常用的成员函数有：

Size()返回值为Size;

area()返回矩形的面积；

contains(Point)判断点是否在矩形内;

inside(Rect)函数判断矩形是否在改矩形内；

tl()返回左上角点坐标；

br()返回右下角点坐标。

求两个矩形的交集和并集：

Rect rect = rect1 & rect2;

Rect rect = rect1 | rect2;

矩形进行平移操作和缩放操作：

Rect rectShift = rect +point;

Rect rectScale = rect+size;

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

[20160501234435037]: https://img-blog.csdn.net/20160501234435037
[20160501234441413]: /images/20220130/ea0982fd6021429c850b906aa2e721ea.png
[20160501234608742]: /images/20220130/d4836a7de8364a5c8380050dc14c17e8.png
[20160501234815455]: https://img-blog.csdn.net/20160501234815455
[20160501234821807]: /images/20220130/39c61cd1d0794c90911593bc2c562a8f.png
[20160501235118827]: /images/20220130/31e7165201424e3e9e35c60662fd9be2.png
[Center]: /images/20220130/93ba8bda9dd74ee490d9bfd321e073b4.png
[20160501235736726]: /images/20220130/7faae3eaac5c4aee9c66b809971adfe6.png
[20160502084541455]: /images/20220130/fdafd4e8dc764b8c92188edc4bf9d330.png
[20160502000139820]: /images/20220130/621fe6dcaf374be2b95013746d067cad.png