OpenCV的数据类型二

前言

1.帮助类

1.1 cv::TermCriteria类

  定义迭代算法终止条件的类。相机用法可参考链接OpenCV库成员——TermCriteria类

默认构造和有参构造

cv::TermCriteria::TermCriteria()	cv::TermCriteria::TermCriteria(int 	type,int 	maxCount,double 	epsilon 
)		

type：判定迭代终止的条件类型。
  有3种形式：
  1).TermCriteria::COUNT 最大迭代次数；
  2).TermCriteria::EPS 要求的收敛阈值；
  3).TermCriteria::COUNT + TermCriteria::EPS 达到2个条件之一即可。
maxCount：即最大迭代次数。
epsilon：即要求的收敛阈值。

1.1.1 应用举例

//构造函数
cv::TermCriteria(int type, int maxCount, double epsilon); 
cv::TermCriteria tc;
tc.type = cv::TermCriteria::COUNT | cv::TermCriteria::EPS;
tc.maxCount = 1000;
tc.epsilon = 10;cv::TermCriteria t(cv::TermCriteria::COUNT | cv::TermCriteria::EPS, 1000, 1.0);

1.2 cv::Range 类

  cv::Range类用于确定一个连续的整数序列。cv::Range对象有两个元素start和end。

class CV_EXPORTS Range
{
public:Range();Range(int _start, int _end);int size() const; //得到元素数量bool empty() const; //判断是否为空static Range all(); //可以用在任何需要获得对象可用范围的时候,不是很懂?int start, end;
};

函数	说明
cv::Range::size()	返回一个range对象的元素数量
cv::Range::empty()	返回一个range对象是否含有元素
cv::Range::all()	获得对象可用范围

1.2.1 学习链接

  1.cv::Range 类详解

1.3 cv::Ptr 模板和垃圾回收

  1.C++中的智能指针采用引用计数的方式来标识指针的被引用次数，当引用增加时计数会加1，引用减小时计数会减1；
  2.当引用计数为0即指针不再需要时，就会被销毁。
  3.OpenCV3中的cv::Ptr<>与c++智能指针的作用相同。
v使用时需要让Ptr包裹想要创建的指针类型，例如：

cv::Ptr<Matx33f> p(new cv::Matx33f);
cv::Ptr<Matx33f> p = makePtr<cv::Matx33f>();

函数	说明
cv::Ptr::addref()	增加指针内部的引用计数
cv::Ptr::release()	减少指针内部的引用计数
cv::Ptr::empty()	确定一个智能指针是否指向一个已经被释放掉的对象

int main() 
{cv::Ptr<cv::Matx33f> p = new(cv::Matx33f);p[0] = {1,2,2,3,4,5,6,7,8};std::cout << p[0] << std::endl;std::cout << "hello world" << std::endl;return 0;
}

  ​cv::Ptr<>​​​中最后一个要了解的成员是​​delete_obj()​​，这是一个引用计数为零时自动调用的函数。默认情况下，这个函数定义了但不做任何事情。

1.3.1 学习链接

  1.智能指针类和OpenCV的Ptr模板类
  2.Ptr类模板

1.4 cv::Exception类和异常处理

  OpenCV使用异常来处理错误，OpenCV继承自STL的异常类，​​std::exception​​​定义了它自己的异常类型​​cv::Exception​​（区别在于在命名空间cv内）。

类成员	含义
code	一个数字的错误码
err	产生异常的错误的字符串
func	错误发生的函数名
file	错误发生的文件
line	错误发生在文件中的行数

err、func、line全部都是STL字符串

有几个内置宏用于自己生产异常：

  1.CV_Error：生产并抛出一个有固定文字描述的异常；
  2.CV_Error(errorcode, printf_fmt_str, [printf-args])：以同样的方式工作，但允许你使用类似printf格式字符串和参数代替固定的描述；
  3.CV_Assert(condition)和CV_DbgAssert(condition)都会测试程序中所设定的条件(contidion)，如果条件不符合则抛出异常。

1.4.1 学习链接

  待补充

1.5 cv::DataType<>模板

  当OpenCV库函数需要传递特定数据类型的概念时，它们会创建一个​​cv::DataType<>​​​类型的对象。​​cv::DataType<>​​本身是一个模板，传递的实际对象是这个模板的特化。

1.6 cv::InputArray和cv::OutputArray

  在OpenCV中，有两个代理类是经常出现的：InputArray和OutputArray，它巧妙地利用了C++的定义转换，辅助完成对矩阵的管理。

1.6.1​定义​:

typedef const _InputArray& InputArray;
typedef InputArray InputArrayOfArrays;
typedef const _OutputArray& OutputArray;
typedef OutputArray OutputArrayOfArrays;
typedef const _InputOutputArray& InputOutputArray;
typedef InputOutputArray InputOutputArrayOfArrays;

  cv::InputArray类 和cv::OutputArray类的区别：前者为常量(只读)，后者为可变量。

1.6.2 说明：

  InputArray是一个代理类，用于将只读输入数组传递到OpenCV函数中。

1.6.3学习链接

  1.基本结构对象-cv::_InputArray
  2.OpenCV源码详解之InputArray, OutputArray

2.工具函数

  1.OpenCV提供一些专用功能，可用于更有效地处理计算机视觉应用中普遍出现的数学和其他问题。它们被称为工具函数。
  2.工具函数包含数学操作、测试、错误生产、内存与线程处理、优化及其他的工具。

序号	函数名称	描述
1	cv::alignPtr()	对齐指针到给定字节数
2	cv::alignSize()	将缓冲区大小与给定的字节数对齐
3	cv::allocate()	分配一个C风格的数组对象
4	cv::cubeRoot()	计算一个数的立方根
5	cv::CV_Assert()	如果给出的条件不为真，则抛出异常
6	cv::deallocate()	释放一个C风格的数组对象
7	cv::error()	指示错误并抛出异常
8	cv::fastAtan2()	向量的二维角度的计算
9	cv::fastFree()	释放一个内存缓冲区
10	cv::fastMalloc()	分配一个对齐的内存缓冲区
11	cv::format()	以sprintf类型格式创建一个STL字符串
12	cv::getCPUTickCount()	从内部CPU计时器获得tick计数
13	cv::getNumThreads()	cv::getNumThreads()
14	cv::getOptimalDFTSize()	计算要传递给cv::DFT()的数组的最适宜大小
15	cv::getThreadNum()	获得当前线程的索引
16	cv::getTickCount()	获得系统的tick计数
17	cv::getTickFrequency()	获得每秒的tick数
18	cv::setNumThreads()	设定OpenCV使用的线程数
19	cv::setUseOptimized()	开启或关闭优化代码（SSE2等）
20	cv::useOptimized()	指示代码优化的启用
21	CV_Error()	构造cv:Exception(从固定的字符串)并抛出异常的一个宏
22	CV_Error_()	构造cv:Exception(从格式化的字符串)并抛出异常的一个宏
23	cvIsInf()	判断一个浮点数x是否无穷
24	cvIsNaN()	判断一个浮点数x是否不是一个数
25	cvRound()	判断一个浮点数x到最近的整数
26	cvCeil()	近似一个浮点数x到不小于x的最近的整数（向上取整）
27	cvFloor()	近似一个浮点数x到不大于x的最近的整数（向下取整）

2.1 cv::alignPtr()

  该函数主要是将给定的指针按照给定的自己来对齐，API形式如下：

template<typename _Tp> static inline _Tp* alignPtr(_Tp* ptr, int n=(int)sizeof(_Tp))

  其中ptr为传递的原内存地址， n为按照需要的字节数对齐，默认情况下是按照指针的类型进行对齐
  函数返回值为对齐后的指针地址。其函数实现比较简单

template<typename _Tp> static inline _Tp* alignPtr(_Tp* ptr, int n=(int)sizeof(_Tp))
{CV_DbgAssert((n & (n - 1)) == 0); // n is a power of 2return (_Tp*)(((size_t)ptr + n-1) & -n);}

2.1.1 学习链接

  Opencv辅助函数

2.2 cv::alignSize()

size_t cv::alignSize
( // minimum size >='sz' divisible by 'n'
size_t sz, // size of buffer
int n = sizeof(T) // align to block size, a power of 2
);

  给定一个数量n(一般是从sizeof()返回的值)和一个来自缓存sz的大小，alignSize()计算此缓冲区应该的大小，以便包含大小为n个整数的对象。这便是最小的大于或等于sz除以n的数。计算使用了下面的公式：

(sz + n-1) & -n

2.3 cv::allocate()

template<T> T* cv::allocate( // Return pointer to allocated buffer
size_t sz // buffer size, multiples of sizeof(T)
);

  cv::allocate()函数与数组形式的new相似，都分配了含n个T类型对象的C风格数组，为每个对象调用默认构造函数并返回指向数组中第一个对象的指针。

2.4 cv::deallocate()

template<T> void cv::deallocate(
T* ptr, // Pointer to buffer to free
size_t sz // size of buffer, multiples of sizeof(T)
);

  1.cv::deallocate()函数与数组形式的delete相似，都释放了含n个T类型对象的C风格数组，为每个对象调用析构函数。
  2.cv::deallocate()用于释放由cv::allocate()分配的对象。传递给cv::deallocate()的元素n必须与一开始cv::allocate()分配的对象数量相同。

2.5 cv::fastFree()

void* cv::fastMalloc( // Pointer to allocated buffersize_t size // Size of buffer to allocate
);

  这个函数的工作机制和malloc()类似，但是因为它做了缓存区内存大小对齐，所以执行速度更快。这意味着，如果传递的缓存区大小超过16bit，那么返回的缓存区会被对齐到16bit的边界。

2.6 cv::fastMalloc()

void cv::fastFree(void* ptr // Pointer to buffer to be freed
);

  这个函数释放由cv::fastMalloc()分配的内存。

2.7 cv::cubeRoot()

float cv::cubeRoot( // Return value is 32-bit floatfloat x // input value (32-bit float)
);

  该函数返回变量x的立方根。x可正可负。

2.8 cv::CV_Assert()

// example
CV_Assert( x!=0 )

  CV_Assert()是一个宏，它会测试传递给它的表达式，如果那个表达式是False，它会抛出一个异常。而CV_DbgAssert()只在debug版本中测试。

#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace cv;int main() {Mat image = imread("image.jpg", IMREAD_GRAYSCALE);// 检查图像是否加载成功CV_Assert(!image.empty());// 检查图像的尺寸CV_Assert(image.cols > 0 && image.rows > 0);// 执行图像处理操作Mat processedImage;threshold(image, processedImage, 128, 255, THRESH_BINARY);imshow("Processed Image", processedImage);waitKey(0);return 0;
}

2.8.1 学习链接

  1.CV_Assert用法

2.9 cv::fastAtan2()

float cv::fastAtan2( // Return value is 32-bit floatfloat y, // y input value (32-bit float)float x // x input value (32-bit float)
);

  这个函数计算了x,y对应的反正切所对应的角度，并以0.0~360.0之间的角度表示。

2.10 cv::format()

string cv::format( // Return STL-stringconst char* fmt, // formatting string, as sprintf()... // vargs, as sprintf()
);

  1.这个函数本质上与标准库中的sprintf()相同，但是，它不需要从访问者中获得一个字符缓存区，而是构建一个STL字符串并返回它。
  2.它对Exception()构造函数格式化错误信息很有用。

2.11 cv::getCPUTickCount()

int64 cv::getCPUTickCount( void ); // long int CPU for tick count

  int64 cv::getCPUTickCount( void ); // long int CPU for tick count

2.12 cv::getNumThreads()

int cv::getNumThreads( void ); // total threads allocated to OpenCV

  返回当前OpenCV适用的线程数。

2.13 cv::setNumThreads()

void cv::setNumThreads( int nthreads ); // Set number of threads OpenCV can use

  如果在OpenCV库编译时添加了OpenMP支持，这个函数可以设定OpenCV在并行的OpenMP区域使用的线程数。

2.14 cv::getThreadNum()

int cv::getThreadNum( void ); // int, id of this particular thread

  如果在OpenCV库编译时添加了OpenMP支持，则会返回当前执行的线程的索引。

2.15 cv::getOptimalDFTSize()

int cv::getOptimalDFTSize( int n ); // best size array to use for dft, >= n

  常用在dft()函数中，一般输入为图像的实际大小，并返回你应该传递给cv::dft()的最佳数组大小。

2.16 cv::getTickCount()获得系统的tick数

//在程序开头进行读取当前系统的tick数，作为起始点
t = (double)cv::getTickCount(); // getTickcount函数：返回从操作系统启动到当前所经过的毫秒
// getTickFrequency函数：返回每秒的计时周期数
t = ((double)cv::getTickCount() - t) / cv::getTickFrequency(); //在程序末尾计算经过的时间，

  我们可以写一个计算摄像头的帧率的小程序：

#include "pch.h"
#include <iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>using namespace cv;
using namespace std;int main()
{Mat frame;VideoCapture capture(0);  //定义一个视频流对象double fps;char string[10];namedWindow("Camera FPS");double t = 0;while (1){t = (double)getTickCount();if (waitKey(1) == 1)break;if (capture.isOpened()){capture >> frame;t = t = ((double)cv::getTickCount() - t) / cv::getTickFrequency();fps = 1.0 / t;sprintf_s(string, "%.2f", fps);      // 帧率保留两位小数//spintf函数容易望文生义，误以为是一个打印函数。实质上是一个字符串格式化命令。//主要功能是把格式化的数据写入某个字符串中，至于需要打印的话，还是得需要打印函数来对其进行打印。std::string fpsString("FPS:");fpsString += string;                    // 在"FPS:"后加入帧率数值字符串cout << fpsString << endl;cv::putText(frame, // 图像矩阵fpsString,                  // string型文字内容cv::Point(5, 20),           // 文字坐标，以左下角为原点cv::FONT_HERSHEY_SIMPLEX,   // 字体类型0.5, // 字体大小cv::Scalar(0, 0, 0));       // 字体颜色imshow("Camera FPS", frame);}else{cout << "NO Camera Input! " << endl;break;}}
}

2.17 cv::getTickFrequency()

double cv::getTickFrequency( void ); // Tick frequency in seconds as 64-bit

  这个函常常和上面的getTickCount()合起来使用，来计算事件发生的时间。

2.18 cv::setUseOptimized()

void cv::setUseOptimized( bool on_off ); // If false, turn off optimized routines

  这个函数可以在任何时候开启或关闭一些高性能的优化，比如IPP, SSE2指令集。

2.19 cv::useOptimized()

bool cv::useOptimized( void ); // return true if optimizations are enabled

  这个函数是用来查看是否使用了高性能的优化，如果这些优化是开启的，则返回True，否则返回False。

2.20 CV_Error() & CV_Error_()

// example
CV_Error( ecode, estring )
CV_Error_( ecode, fmt, ... )

  1.CV_Error()也是一个宏，它允许传递一个错误代码ecode和一个固定C风格的字符串estring，然后它们会被打包送进cv::Exception，进而传递给cv::error()进行处理。

2.21 cv::error()

void cv::error(const cv::Exception& ex // Exception to be thrown
);

  1.cv::error()这个函数一般是由cv::CV_Error()和CV_Error_()调用的。一般不会直接去调用它。但会依赖于cv::CV_Error()和CV_Error_()去抛出异常，
  这些宏携带者你希望在异常中展示的信息，为我们打包好，然后传递最终的异常结果给cv::error()。

2.22 cvIsInf()

  如果x是 正负无穷， 则cvIsInf()返回值是1， 否则返回0。

int cvIsInf(double x);

2.23 cvIsNaN()

  如果x不是一个数，那么该函数返回的值就是1，否则为0。NaN测试是由IEEE754标准提供的。

int cvIsNan( double x ); // return 1 if x is IEEE754 "Not a number"

2.24 cvRound()

  返回跟参数最接近的整数值，即四舍五入；

2.25 cvCeil()

  返回跟参数最接近的整数值，即四舍五入；

2.26 cvFloor()

  返回不大于参数的最大整数值，即向下取整；

#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
using namespace cv;
using namespace std;
/*cvRound()：返回跟参数最接近的整数值，即四舍五入；cvFloor()  ：返回不大于参数的最大整数值，即向下取整；cvCeil()：返回不小于参数的最小整数值，即向上取整；
*/
int main()
{cout << "cvRound(2.5) : " << cvRound(2.5) << endl;cout << "cvFloor(2.5) : " << cvFloor(2.5) << endl;cout << "cvCeil(2.5)  : " << cvCeil(2.5)  << endl;cout << "cvRound(2.5) : " << cvRound(2.5) << endl;cout << "cvFloor(2.5) : " << cvFloor(2.5) << endl;cout << "cvCeil(2.5)  : " << cvCeil(2.5)  << endl;waitKey(0);return 0;
}

3.参考链接

  1.OpenCV的数据类型
  2.Opencv的点点滴滴
  3.辅助对象
  4.OpenCV中事半功倍的工具函数
  5.Opencv数据类型1
  6.OpenMP教程
  7.C++ 中 OpenMP 的基本使用方法和注意事项