• openCV 矩阵(图像)操作函数


    有很多函数有mask,代表掩码,如果某位mask0,那么对应的src的那一位就不计算,mask要和矩阵/ROI/的大小相等。大多数函数支持ROI,如果图像ROI被设置,那么只处理ROI部分 

    少部分函数支持COI,如果COI设置,只处理感兴趣的通道

    矩阵逻辑运算 
    void cvAnd(const CvArr* src1, const CvArr* src2, CvArr* dst, constCvArr* mask=NULL);// 
    void cvAndS(const CvArr* src, CvScalar value, CvArr* dst, constCvArr* mask=NULL);// 
    void cvOr(const CvArr* src1, const CvArr* src2, CvArr* dst, constCvArr* mask=NULL);// 
    void cvOrS(const CvArr* src, CvScalar value, CvArr* dst, constCvArr* mask=NULL);// 
    void cvXor(const CvArr* src1, const CvArr* src2, CvArr* dst, constCvArr* mask=NULL);// 
    void cvXorS(const CvArr* src, CvScalar value, CvArr* dst, constCvArr* mask=NULL);// 
    void cvNot(const CvArr* src,CvArr* dst);//
    矩阵取反

     

    矩阵算术运算 绝对值 
    void cvAbs(const CvArr* src,CvArr* dst); 
    void cvAbsDiff(const CvArr* src1,const CvArr* src2, CvArr*dst);//
    两矩阵相减取绝对值 
    void cvAbsDiffS(const CvArr* src, CvArr* dst,CvScalarvalue);//
    矩阵减去一个数取绝对值 
    加减 
    void cvAdd(const CvArr* src1,const CvArr* src2,CvArr* dst,constCvArr* mask = NULL);//
    两数组相加,dst(I)=src1(I)+src2(I) ifmask(I)!=0 
    void cvAddS(const CvArr* src,CvScalar value,CvArr*dst,const CvArr*mask = NULL);//
    数组和一个数相加,dst(I)=src(I)+value ifmask(I)!=0 
    void cvAddWeighted(const CvArr* src1,double alpha,const CvArr*src2,double beta,double gamma,CvArradded to each sum*dst);//
    带权相加相当于dst(x,y) = α ? src1(x,y) +β ? src2(x,y) +γ 
    void cvSub(const CvArr* src1, const CvArr* src2, CvArr* dst, constCvArr* mask=NULL);//
    矩阵减法,dst(I)=src1(I)-src2(I) ifmask(I)!=0 
    void cvSubS(const CvArr* src, CvScalar value, CvArr* dst, constCvArr* mask=NULL);//
    矩阵减数,dst(I)=src(I)-value ifmask(I)!=0 
    void cvSubRS(const CvArr* src, CvScalar value, CvArr* dst, constCvArr* mask=NULL);//
    数减矩阵,dst(I)=value-src(I) ifmask(I)!=0 
    乘除 
    void cvDiv(const CvArr* src1, const CvArr* src2, CvArr* dst, doublescale=1);//scale*src1(i)/src2(i)
    ,如果src1=NULL,则计算scale/src2(i) 
    void cvMul(const CvArr* src1,const CvArr* src2,CvArr* dst,doublescale=1);//
    两矩阵元素之间的简单乘法,一般的矩阵点乘用cvGEMM(); 
    次方 
    void cvPow(const CvArr* src, CvArr* dst, doublepower);//
    为每个src的数求power次方 
    指数 
    void cvExp(const CvArr* src, CvArr*dst);//dst(I)=EXP(src(I)) 
    对数 
    void cvLog(const CvArr* src, CvArr* dst);//

     

    线性代数计算 & 
    void cvScaleAdd(const CvArr* src1, CvScalar scale, const CvArr*src2, CvArr* dst);//src1
    scale的乘积加上src2 
    void cvCrossProduct(const CvArr* src1,const CvArr* src2,CvArr*dst);//
    计算两个3D向量(单通道)的叉乘运算 
    double cvDotProduct(const CvArr* src1, const CvArr*src2);//
    两个向量点乘 
    void cvGEMM(const CvArr* src1, const CvArr* src2, double alpha,const CvArr* src3, double beta, CvArr* dst, inttABC=0);//
    乘加运算的始祖 
        
    由通用乘加函数参与定义的两个具体宏 
           cvMatMul(const CvArr* src1,const CvArr* src2,CvArr*dst); 
           cvMatMulAdd(const CvArr* src1,const CvArr* src2,const CvArr*src3,CvArr* dst); 
    CvScalar cvTrace(const CvArr* mat);//
    计算对角线上的元素和 
    变换 
    void cvTransform(const CvArr* src, CvArr* dst, const CvMat*transmat, const CvMat* shiftvec=NULL);//dst=transmat
    · src +shiftvec 
    void cvPerspectiveTransform(const CvArr* src, CvArr* dst, constCvMat* mat);//
    把矩阵每个元素中三个通道当做一个矩阵,乘matmat是一个3×3或者4×4的转换矩阵 
    转置 
    void cvTranspose(const CvArr* src, CvArr*dst); 
    void cvMulTransposed(const CvArr* src, CvArr* dst, int order, constCvArr* delta=NULL, doublescale=1.0);//(src-delta)
    乘以它的转置再乘以scale 
    逆矩阵 
    double cvInvert(const CvArr* src,CvArr* dst,intmethod=CV_LU);//
    求原矩阵的逆矩阵,默认使用高斯消去法 
        
    方阵可逆的充要条件是|A|!=0 
       method
    取值为CV_LU高斯消去法(默认)   CV_SVD 奇异值分解SVD   CV_SVD_SYM对称矩阵的SVD 
    行列式 
    double cvDet(const CvArr* mat);//
    计算方阵行列式,一定是单通道的 
        
    小型方阵直接计算,大型方阵用高斯消去法计算 
        
    如果矩阵正定对称,用奇异值分解的方法解决cvSVD(); 
    特征向量特征值 
    void cvEigenVV(CvArr* mat, CvArr* evects, CvArr* evals, doubleeps=0);//
    计算对称矩阵的特征值和特征向量,evects输出特征向量,evals输出特征值,eps雅可比方法停止参数 
        
    要求三个矩阵都是浮点类型,10×10以下该方法有效,20×20以上的矩阵不能计算出结果,为节约计算量,eps通常设为DBL_EPSILON(10^-15) 
        
    如果给定的矩阵是对称正定矩阵,那么考虑使用cvSVD(); 
    协方差 
    void cvCalcCovarMatrix(const CvArr** vects, int count, CvArr*cov_mat, CvArr* avg, int flags);//
    给定一组大小和类型相同的向量,向量的个数,计算标记,输出协方差正阵和每个向量的平均值矩阵 
       CV_COVAR_NORMAL    
    普通计算协方差和平均值,输出的是n×n的协方差阵 
       CV_COVAR_SCRAMBLED    
    快速PCAScrambled”协方差,输出的是m×m的协方差阵 
       CV_COVAR_USE_AVERAGE    
    平均值是输入的 
       CV_COVAR_SCALE    
    重新缩放输出的协方差矩阵 
            
    四个flag通过并运算协同发挥作用,前两个不能并 
    CvSize cvMahalonobis(const CvArr* vec1,const CvArr* vec2,CvArr*mat); 
    int cvSolve(const CvArr* src1, const CvArr* src2, CvArr* dst, intmethod=CV_LU);//Solves a linear system or least-squaresproblem. 
    void cvSVD(CvArr* A, CvArr* W, CvArr* U=NULL, CvArr* V=NULL, intflags=0);//Performs singular value decomposition of a realfloating-point matrix. 
    void cvSVBkSb(const CvArr* W, const CvArr* U, const CvArr* V, constCvArr* B, CvArr* X, int flags);//Performs singular value backsubstitution.

     

    数组比较 
    void cvCmp(const CvArr* src1, const CvArr* src2, CvArr* dst, intcmp_op);//
    两矩阵比较运算 
        CV_CMP_EQ -src1(I) 
    是否相等 
        CV_CMP_GT -src1(I) 
    是否大于 
        CV_CMP_GE -src1(I) 
    是否大于等于 
        CV_CMP_LT -src1(I) 
    是否小于 
        CV_CMP_LE -src1(I) 
    是否小于等于 
        CV_CMP_NE -src1(I) 
    是否不等 
            
    如果判断为假,dst设为0,如果判断为真,dst设为0xff 
    void cvCmpS(const CvArr* src, double value, CvArr* dst, intcmp_op);//
    矩阵和一个数字比较运算

     

    矩阵内转换 类型转换 
    void cvConvertScale(const CvArr* src,CvArr* dst,double scale,doubleshift);//
    矩阵首先乘以scale再加上shift,然后把src中的数据类型转换成dst类型,但是srcdst通道数需要相等 
    void cvConvertScaleAbs(const CvArr* src,CvArr* dst,doublescale,double shift);//
    srcdst类型转换前,先做绝对值 
    void cvCvtColor(const CvArr* src,CvArr* dst, intcode);//
    图像 颜色空间转换,src要为8U 16U 32Fdst的数据类型需要和src相同,通道数看code 
       code
    格式如:CV_原色彩空间2目的色彩空间    色彩空间要考虑RGB的顺序 
        
    支持的颜色空间包括:RGB   RGB565   RGB555    GRAYRGBA   XYZ   YCrCb   HSV   HLS   Luv   BayerRG 
    空间转换 
    void cvFlip(const CvArr* src, CvArr* dst=NULL, intflip_mode=0);//
    图像绕xy轴旋转。当用在一维数组上时并且flip_mode>0,可以用来颠倒数据排列 
       flip_mode=0
    :左右对称values of the conversionresul 
       flip_mode>0
    :上下对称 
       flip_mode<0
    :中心对称

     

    矩阵间操作 void cvCopy(const CvArr* src,CvArr*dst,const CvArr* mask=NULL); 
    void cvMerge(const CvArr* src0,const CvArr* src1,const CvArr*src2,const CvArr* src3,CvArr* dst);//
    多个数组合并成一个,类型和尺寸都相同,dst有多个通道,src可以赋值NULL 
    void cvSplit(cosnt CvArr* src,CvArr* dst0,CvArr* dst1,CvArr*dst2,CvArr* dst3);//
    一个多通道数组分解成多个数组,类型尺寸都想同,dst可以赋值NULL 
    void cvRepeat(const CvArr* src, CvArr* dst);//
    dst中重复叠加srcdst(i,j)=src(i mod rows(src), j modcols(src)) 
    CvMat* cvReshape(const CvArr* originalarr, CvMat* headerdata, intnew_cn, int new_rows=0);//
    把一个originalarr(可以是已经有内容的图片),转换为有新的通道数、新的行数的数据(CvMat*只含数据,没有图片头) 
    CvArr* cvReshapeMatND(const CvArr* arr, int sizeof_header, CvArr*header, int new_cn, int new_dims, int*new_sizes); 
    void cvLUT(const CvArr* src, CvArr* dst, const CvArr*lut);//src
    8bit类型的数据,lut是一张一维查找表,拥有256个通道数类型和dst相同的元素,src的某一位置的元素数值n,到 lutn位置查找的内容填入dst的相应srcn元素的位置

     

    统计运算 最大最小 
    void cvMax(const CvArr* src1, const CvArr* src2, CvArr*dst); 
    void cvMaxS(const CvArr* src, double value, CvArr*dst);//
    找较大值放到dst 
    void cvMin(const CvArr* src1,const CvArr* src2,CvArr*dst); 
    void cvMins(const CvArr* src,double value,CvArr*dst);//
    找较小值放到dst 
    void cvMinMaxLoc(const CvArr* arr, double* min_val, double*max_val, CvPoint* min_loc=NULL, CvPoint* max_loc=NULL, const CvArr*mask=NULL); 
        
    找出全局某个通道中最大最小的值,和她们的位置,如果不止一个通道,一定要设置COI 
    零的个数 
    int cvCountNonZero( const CvArr* arr );//
    统计非零的个数 
    是否落在范围内 
    void cvInRange(const CvArr* src,const CvArr* lower,const CvArr*upper,CvArr* dst); 
    void cvInRangeS(const CvArr* src,CvScalar lower,CvScalarupper,CvArr* dst);//
    判断原数组中的每个数大小是否落在对应的lowerupper数组位置数值的中间 
        if(lower(i)<=src(i)
    平均值标准差 
    CvScalar cvAvg(const CvArr* arr,const CvArr* mask =NULL);//
    计算mask非零位置的所有元素的平均值,如果是图片,则单独计算每个通道上的平均值,如果COI设置了,只计算该COI通道的平均值 
    void cvAvgSdv(const CvArr* arr, CvScalar* mean, CvScalar* std_dev,const CvArr* mask=NULL);//
    计算各通道的平均值,标准差,支持COI

    doublecvNorm(const CvArr* arr1,const CvArr* arr2=NULL,intnorm_type=CV_L2,const CvArr* mask=NULL);//计算一个数组的各种范数 
        
    如果arr2NULLnorm_type 
           CV_C 
    求所有数取绝对值后的最大值,CV_L1 求所有数的绝对值的和,CV_L2求所有数的平方和的平方根 
        
    如果arr2不为NULLnorm_type 
           CV_C arr1
    arr2对应元素差的绝对值中的最大值   CV_L1 arr1arr2对应元素差的绝对值的和   CV_L2 arr1arr2的差平方和的平方根 
           CV_RELATIVE_C   CV_RELATIVE_L1   CV_RELATIVE_L2 
    上面结果除以cvNorm(arr2,NULL,对应的norm_type); 
    cvNormalize(const CvArr* src,CvArr* dst,double a=1.0,doubleb=0.0,int norm_type=CV_L2,const CvArr*mask=NULL); 
       CV_C   CV_L1   CV_L2   CV_MINMAX 
    cvReduce(const CvArr* src,CvArr* dst,int dim,intop=CV_REDUCE_SUM);//
    根据一定规则,把矩阵约简为向量 
       dim    
    决定约简到行还是列   1:约简到单个列,0:约简到单个行,-1:根据dstCvSize,决定约简到行还是列 
       op    
    决定按什么规则约简 
           CV_REDUCE_SUM - 
    /列的和 
           CV_REDUCE_AVG-    
    /列平均值 
           CV_REDUCE_MAX - 
    /列中最大值 
           CV_REDUCE_MIN-    
    /列中最小值

     

    取得设置数组信息 得到指定行列 
    CvMat* cvGetCol(const CvArr* arr,CvMat* submat,intcol); 
    CvMat* cvGetCols(const CvArr* arr,CvMat* submat,int start_col,intend_col);//
    取目标矩阵的某列/连续几列,submat和返回值的实际数据还是在原矩阵中,只是修改了头部和数据指针,没有数据拷贝 
    CvMat* cvGetRow(const CvArr* arr,CvMat* submat,introw); 
    CvMat* cvGetRows(const CvArr* arr,CvMat* submat,int start_row,intend_row); 
    得到对角线 
    CvMat* cvGetDiag(const CvArr* arr,CvMat* submat,intdiag=0);//
    取矩阵arr的对角线,结果放在向量中,并不要求原矩阵是方阵,diag表示从哪个位置开始取对角线 
    维度大小 
    int cvGetDims(const CvArr* arr,int*sizes=NULL);//
    获取数组的维数和每一维的大小,sizes十一个数组的头指针。图像或者矩阵的维数一定是2,先行数后列数 
    int cvGetDimSize(const CvArr* arr,int index);//
    获取某一维的大小 
    矩阵大小 
    CvSize cvGetSize(const CvArr* arr);//
    返回矩阵和图像的大小。小的结构体一般都是直接返回值而不是重新分配指针,分配指针的效率可能比直接返回值效率更低 
    截取矩形矩阵 
    CvMat* cvGetSubRect(const CvArr* arr, CvMat* submat, CvRectrect);//
    从输入的数组中根据输入的矩形截取一块数组中的矩形,返回的CvMat*就是submat 
    得到和设置元素        因为效率原因,实际很少会直接用到这些方法,而是根据实际的应用来决定如何操作每一个数 
    uchar* cvPtr1D(CvArr* arr,int idx0,int* type);//
    得到的是指针,所以可以修改,比下面的效率更高 
    uchar* cvPtr2D(CvArr* arr,int idx0,int idx1,int*type); 
    uchar* cvPtr3D(CvArr* arr,int idx0,int idx1,int idx2,int*type); 
    uchar* cvPtrND(CvArr* arr,int* idx,int* type,intcreate_node=1,unsigned* precalc_hashval=NULL);//int*idx
    是一个数组指针,里面保存着索引 
    double cvGetReal1D(const CvArr* arr,int idx0);//
    得到的是具体值 
    double cvGetReal2D(const CvArr* arr,int idx0,intidx1); 
    double cvGetReal3D(const CvArr* arr,int idx0,int idx1,intidx2); 
    double cvGetRealND(const CvArr* arr,int*idx); 
    CvScalar cvGet1D(const CvArr* arr,intidx0); 
    CvScalar cvGet2D(const CvArr* arr,int idx0,intidx1); 
    CvScalar cvGet3D(const CvArr* arr,int idx0,int idx1,intidx2); 
    CvScalar cvGetND(const CvArr* arr,int*idx); 
    double cvmGet(const CvMat* mat, int row, intcol);//
    仅仅用于矩阵单通道浮点数的获取,由于是inline并且没有类型判断,所以效率比较高 
    void cvSetReal1D(CvArr* arr, int idx0, doublevalue); 
    void cvSetReal2D(CvArr* arr, int idx0, int idx1, doublevalue); 
    void cvSetReal3D(CvArr* arr, int idx0, int idx1, int idx2, doublevalue); 
    void cvSetRealND(CvArr* arr, int* idx, doublevalue); 
    void cvSet1D(CvArr* arr, int idx0, CvScalarvalue); 
    void cvSet2D(CvArr* arr, int idx0, int idx1, CvScalarvalue); 
    void cvSet3D(CvArr* arr, int idx0, int idx1, int idx2, CvScalarvalue); 
    void cvSetND(CvArr* arr, int* idx, CvScalarvalue); 
    void cvmSet(CvMat* mat, int row, int col, doublevalue);//
    仅仅用于设置单通道浮点类型的矩阵 
    void cvClearND(CvArr* arr, int* idx);//
    把多维数组的某位置设置为
    void cvSet(CvArr* arr, CvScalar value, const CvArr*mask=NULL);//
    把数组每个元素都设为value 
    void cvSetZero(CvArr* arr);//
    对普通矩阵,每位都设为0;对稀疏矩阵,删除所以元素

     

    一般算数运算 int cvRound(double value ); int cvFloor(double value ); int cvCeil( double value);//求和double最(上/下)接近的整数 
    float cvSqrt(float value);//
    求平方根 
    float cvInvSqrt(float value);//
    求平方根倒数 
    float cvCbrt(float value);//
    求立方根 
    float cvCbrt(float value);//
    求两个向量的夹角 
    int cvIsNaN(double value);//
    判断是否是合法数 
    int cvIsInf(double value);//
    判断是否无穷 
    void cvCartToPolar(const CvArr* x, const CvArr* y, CvArr*magnitude, CvArr* angle=NULL, intangle_in_degrees=0);// 
    void cvPolarToCart(const CvArr* magnitude, const CvArr* angle,CvArr* x, CvArr* y, intangle_in_degrees=0);// 
    void cvSolveCubic(const CvArr* coeffs, CvArr*roots);//
    求三次方方程解,coeffs作为三次方程的系数,可以是三元(三次方系数为1)或者四元

     

    随机数生成 CvRNG cvRNG(int64seed=-1);//生成随机数生成器 
    unsigned cvRandInt(CvRNG* rng); 
    double cvRandReal(CvRNG* rng); 
    void cvRandArr(CvRNG* rng, CvArr* arr, int dist_type, CvScalarparam1, CvScalar param2);// 
       dist_type
    决定生成随机数组中的分布   CV_RAND_UNI均匀分布   CV_RAND_NORMAL正态/高斯分布 
       param1
    :均匀分布中的下界(包含),正态分布中的平均值 
       param2
    :均匀分布中的上界(不包含),正态分布中的偏差

     

    分布转换 
    void cvDFT(const CvArr* src, CvArr* dst, int flags, intnonzero_rows=0); 
    int cvGetOptimalDFTSize(int size0); 
    void cvMulSpectrums(const CvArr* src1, const CvArr* src2, CvArr*dst, int flags); 
    void cvDCT(const CvArr* src, CvArr* dst, int flags);

     

     

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