【opencv学习笔记三】opencv3.4.0数据类型解释

opencv提供了多种基本数据类型，我们这里分析集中常见的类型。opencv的数据类型定义可以在D:\Program Files\opencv340\opencv\build\include\opencv2\core\types_c.h查看。

目录

1、通常作为函数参数使用

【CvArr】指代不确定类型的数组

【CVStatus】错误代码

2、公共宏与内联函数

CV_SWAP(a,b,t)交换a,b的值,t为中间变量。

CV_IMIN(a,b)无跳转求小值

CV_IMAX(a,b)无跳转求大值

CV_IABS(a)无跳转求绝对值

CV_CMP(a,b)比较两数的大小，a>b返回1，a=b返回0，a<b返回-1

CV_SIGN(a)求a的符号，正数1，零0，负数-1

cvInvSqrt(value)对参数开平方并且求倒数

cvSqrt(value)对参数开平方

【CvRNG】初始化随机数生成器

3、图像类型

【IplImage*】图像类型结构体

4、矩阵类型

【CvMat】矩阵类型

5、其它补充类型定义

【CvRect】矩形框

【CvPoint】点坐标

【CvSize & CvBox】矩形框大小与旋转矩形框

【CvScalar】一个可以用来存放4个double数值的数组

详细说明

1、通常作为函数参数使用

【CvArr】

CvArr仅被用来作为函数的的参数，用来指明函数接收的数组类型不止一个，例如IplImage*, CvMat*，甚至是CvSeq*。最终的数组类型是在运行时通过分析数组头的前四个字节来判断。

CvArr的定义如下：

typedef void CvArr;

【CVStatus】

CVStatus表示opencv的错误代码，是一个枚举型变量，代码含义见文档types_c.h的116行。

2、公共宏与内联函数

【CV_SWAP】

#define CV_SWAP(a,b,t) ((t) = (a), (a) = (b), (b) = (t))交换a,b的值,t为中间变量。

【CV_IMIN】

#define  CV_IMIN(a, b)  ((a) ^ (((a)^(b)) & (((a) < (b)) - 1)))无跳转求小值，这里^为异或运算，两位相同结果为0，两位不同结果为1，以上公式可以写成a^((a^b)&((a < b) - 1))。我们分两种情况讨论，

1.当a<b时，(a < b) - 1结果为0，(a^b)&0结果为0，a^0结果为a,即返回结果为a。

2.当a>=b时，(a < b) - 1结果为-1，-1的每一位均为1，所以(a^b)&-1结果为a^b，a^(a^b)结果为b,即返回结果为b。

这样就求得了a,b的小值，并且没有CV_MIN中的跳转。

【CV_IMAX】

#define  CV_IMAX(a, b)  ((a) ^ (((a)^(b)) & (((a) > (b)) - 1)))无跳转求大值，运算方式与CV_IMIN(a, b相似。

【CV_IABS】

无跳转求绝对值，定义如下：

#ifndef __cplusplus
#  define  CV_IABS(a)     (((a) ^ ((a) < 0 ? -1 : 0)) - ((a) < 0 ? -1 : 0))
#else
#  define  CV_IABS(a)     abs(a)
#endif

【CV_CMP】

#define  CV_CMP(a,b)    (((a) > (b)) - ((a) < (b)))比较两数的大小，a>b返回1，a=b返回0，a<b返回-1

【CV_SIGN】

#define  CV_SIGN(a)     CV_CMP((a),0)求a的符号，正数1，零0，负数-1

【cvInvSqrt】

#define cvInvSqrt(value) ((float)(1./sqrt(value)))对参数开平方并且求倒数

【cvSqrt(value)】

#define cvSqrt(value)  ((float)sqrt(value))对参数开平方

【CvRNG】

typedef uint64 CvRNG;初始化随机数生成器并返回其状态，指向这个状态的指针可以传递给cvRandInt、cvRandReal。

定义如下：

 CV_INLINE CvRNG cvRNG( int64 seed CV_DEFAULT(-))
 {
     CvRNG rng = seed ? (uint64)seed : (uint64)(int64)-;
     return rng;
 }
 CV_INLINE unsigned cvRandInt( CvRNG* rng )
 {
     uint64 temp = *rng;
     temp = (uint64)(unsigned)temp*CV_RNG_COEFF + (temp >> );
     *rng = temp;
     return (unsigned)temp;
 }
 CV_INLINE double cvRandReal( CvRNG* rng )
 {
     return cvRandInt(rng)*2.3283064365386962890625e-10 /* 2^-32 */;
 }

3、图像类型

【IplImage*】

IplImage类型是从Intel的 Image Processing Library(IPL)库原版搬过来的。但是opencv只支持其中的部分格式。

IplImage定义如下：

 typedef struct
 _IplImage
 {
     int  nSize;             /**< IplImage大小 */
     int  ID;                /**< 版本(=0)*/
     int  nChannels;         /**< 大部分opencv函数支持1,2,3 或 4 个通道 */
     int  alphaChannel;      /**< Ignored by OpenCV */
     int  depth;             /**< 像素深度，主要有一下集中格式:
                             IPL_DEPTH_8U, IPL_DEPTH_8S, IPL_DEPTH_16S,
                             IPL_DEPTH_32S, IPL_DEPTH_32F and IPL_DEPTH_64F  */
     char colorModel[];     /**< Ignored by OpenCV */
     char channelSeq[];     /**< 同上 */
     int  dataOrder;         /**< 0 - 交叉颜色通道, 1 - 分开颜色通道.
                             cvCreateImage只能创建交叉通道 */
     int  origin;            /**< 原点模式0 - 下-左为原点,1 - 下-左为原点.  */
     int  align;             /**< 图像行排列方式 (4 or 8)，在 OpenCV 被忽略，
                             使用 widthStep 代替 .    */
     int  width;             /**< 图像宽像素数.                           */
     int  height;            /**< 图像高像素数.                          */
     struct _IplROI *roi;    /**<  图像感兴趣区域，当该值非空时，只对该区域进行处理 */
     struct _IplImage *maskROI;      /**< 在 OpenCV中必须为NULL */
     void  *imageId;                 /**< 同上 */
     struct _IplTileInfo *tileInfo;  /**<同上 */
     int  imageSize;         /**< 图像数据大小，在交叉存取格式下
                             ImageSize=image->height*image->widthStep，单位字节*/
     char *imageData;        /**< 指向排列的图像数据         */
     int  widthStep;         /**< 排列的图像行大小，以字节为单位     */
     int  BorderMode[];     /**< 在 OpenCV 被忽略                     */
     int  BorderConst[];    /**< 同上                                 */
     char *imageDataOrigin;  /**< 指针指向一个不同的图像数据结构(不是必须排列的),
                             是为了纠正图像内存分配准备的 */
 }
 IplImage;

4、矩阵类型

【CvMat】

矩阵由宽度（width），高度（height），类型（type），行数据长度（step，行的长度用字节表示而不是用整形或者浮点型长度）和一个指向数据的指针构成。此类信息通常被称作矩阵头。很多程序是区分矩阵头和数据体的，后者是各个data成员所指向的内存位置。CvMat的定义如下：

 typedef struct CvMat
 {
     int type;
     int step;
     int* refcount;/* for internal use only */
     int hdr_refcount;
     union
     {
         uchar* ptr;
         short* s;
         int* i;
         float* fl;
         double* db;
     } data;

 #ifdef __cplusplus
     union
     {
         int rows;
         int height;
     };

     union
     {
         int cols;
         int width;
     };
 #else
     int rows;
     int cols;
 #endif

 #ifdef __cplusplus
     CvMat() {}
     CvMat(const CvMat& m) { memcpy(this, &m, sizeof(CvMat));}
     CvMat(const cv::Mat& m);
 #endif

 }
 CvMat;

 CV_INLINE CvMat cvMat( int rows, int cols, int type, void* data CV_DEFAULT(NULL))
 {
     CvMat m;
     assert( (unsigned)CV_MAT_DEPTH(type) <= CV_64F );
     type = CV_MAT_TYPE(type);
     m.type = CV_MAT_MAGIC_VAL | CV_MAT_CONT_FLAG | type;
     m.cols = cols;
     m.rows = rows;
     m.step = m.cols*CV_ELEM_SIZE(type);
     m.data.ptr = (uchar*)data;
     m.refcount = NULL;
     m.hdr_refcount = ;
     return m;
 }

【CvMatND】

 

多维密集矩阵

 typedef struct
 CvMatND
 {
     int type;
     int dims;

     int* refcount;
     int hdr_refcount;

     union
     {
         uchar* ptr;
         float* fl;
         double* db;
         int* i;
         short* s;
     } data;

     struct
     {
         int size;
         int step;
     }
     dim[CV_MAX_DIM];

 #ifdef __cplusplus
     CvMatND() {}
     CvMatND(const cv::Mat& m);
 #endif
 }
 CvMatND;

【CvSparseMat】

多维稀疏矩阵

 typedef struct
 CvSparseMat
 {
     int type;
     int dims;
     int* refcount;
     int hdr_refcount;

     struct CvSet* heap;
     void** hashtable;
     int hashsize;
     int valoffset;
     int idxoffset;
     int size[CV_MAX_DIM];

 #ifdef __cplusplus
     void copyToSparseMat(cv::SparseMat& m) const;
 #endif
 }
 CvSparseMat;

5、其它数据类型定义

【CvRect】

CvRect含4个数据成员，x、y、width、height，其功能是通过定义矩形左上角坐标和矩形的宽和高来确定一个矩形。其可与感兴趣区域ROI相互转化，定义如下：

 typedef struct CvRect
 {
     int x;
     int y;
     int width;
     int height;
 }
 CvRect;

cvRectToROI矩形框转化为感兴趣区域ROI，定义如下：

 CV_INLINE  IplROI  cvRectToROI( CvRect rect, int coi )
 {
     IplROI roi;
     roi.xOffset = rect.x;
     roi.yOffset = rect.y;
     roi.width = rect.width;
     roi.height = rect.height;
     roi.coi = coi;

     return roi;
 }

cvROIToRect感兴趣区域ROI转化为矩形框，定义如下：

 CV_INLINE  CvRect  cvROIToRect( IplROI roi )
 {
     return cvRect( roi.xOffset, roi.yOffset, roi.width, roi.height );
 }

【CvPoint】

CvPoint是一个包含两个int类型变量x,y的简单结构体。CvPoint还有几种简单的变体，分别为：

CvPoint2D32f 包含两个float类型的变量x,y的结构体；

CvPoint3D32f 包含三个float类型的变量x,y,z的结构体；

CvPoint2D64f 包含两个double类型的变量x,y的结构体；

CvPoint3D64f 包含三个double类型的变量x,y,z的结构体。

CvPoint定义如下：

 typedef struct CvPoint
 {
     int x;
     int y;
 }
 CvPoint;

CvPoint构造函数为：

CV_INLINE  CvPoint  cvPoint(int x, int y)；

由CvPoint2D32f转换为CvPoint如下:

 CV_INLINE  CvPoint  cvPointFrom32f(CvPoint2D32f point)
 {
     CvPoint ipt;
     ipt.x = cvRound(point.x);
     ipt.y = cvRound(point.y);
     return ipt;
 }

其它四种变体函数定义由与CvPoint相似，如下：

 typedef struct CvPoint2D32f
 {
     float x;
     float y;
 }
 CvPoint2D32f;
 typedef struct CvPoint3D32f
 {
     float x;
     float y;
     float z;
 }
 CvPoint3D32f;
 typedef struct CvPoint2D64f
 {
     double x;
     double y;
 }
 CvPoint2D64f;
 typedef struct CvPoint3D64f
 {
     double x;
     double y;
     double z;
 }
 CvPoint3D64f;

【CvSize】【CvBox2D】

CvSize为矩阵框大小，以像素为精度。与CvPoint类似是由两个int类型的变量width、height构成的结构体。其变体类型为：

CvSize2D32f包含两个float类型的变量width、height的结构体。

CvSize定义如下：

 typedef struct CvSize
 {
     int width;
     int height;
 }
 CvSize;

CvSize构造函数为：

 CV_INLINE  CvSize  cvSize(int width, int height)
 {
     CvSize s;
     s.width = width;
     s.height = height;
     return s;
 }

其变体CvSize2D32f与CvSize相似，不再放代码。

CvBox2D为旋转矩形框，其代码如下：

 typedef struct CvBox2D
 {
     CvPoint2D32f center;  /**< 矩形框的中心                  */
     CvSize2D32f  size;    /**< 矩形框的尺寸                  */
     float angle;          /**< 矩形框与水平轴的角度          */
 }
 CvBox2D;

【CvScalar】

CvScalar就是一个可以用来存放4个double数值的数组，一般用来存放像素值（不一定是灰度值哦）的，最多可以存放4个通道的。

 typedef struct CvScalar
 {
     double val[];
 }
 CvScalar;

 CV_INLINE  CvScalar  cvScalar( double val0, double val1 CV_DEFAULT(),
                                double val2 CV_DEFAULT(), double val3 CV_DEFAULT())
 {
     CvScalar scalar;
     scalar.val[] = val0; scalar.val[] = val1;
     scalar.val[] = val2; scalar.val[] = val3;
     return scalar;
 }

使用cvScalar表示颜色时，

cvScalar(blue_component, green_component, red_component[, alpha_component])